氨基改性硅油的特性以及對(duì)手感的影響
第四代有機(jī)硅產(chǎn)品(氨基改性硅油)已成為含硅柔軟劑的主流,這里討論氨基硅油的結(jié)構(gòu)與織物性能的關(guān)系。
1.氨基硅油的特性
氨基硅油有四個(gè)重要參數(shù):氨值、粘度、反應(yīng)性和粒度。這四個(gè)參數(shù)基本反應(yīng)出氨基硅油的品質(zhì),并且會(huì)大大影響被處理織物的風(fēng)格。如手感、白度、色光以及硅油乳化的難易程度。
1.1氨值
氨基硅油賦予織物的各種性能如柔軟度、滑度、豐滿度大多是聚合物中氨基所帶來(lái)的。氨基含量可由氨值表示,它指的是中和1g氨基硅油所需的1當(dāng)量濃度的鹽酸的毫升數(shù)。因此,氨值直接與硅油中氨基含量的摩爾百分?jǐn)?shù)成正比。氨基含量越高,氨值就越高,整理織物手感越柔軟、平滑,這是因?yàn)榘被倌軋F(tuán)的增加,使其對(duì)織物的親和力大大增加,形成更規(guī)整的分子排列,從而賦予織物柔軟平滑的手感。
但是氨基中的活潑氫易于氧化形成發(fā)色團(tuán),造成織物的泛黃或稍帶黃光。在同樣氨基的情況下,顯然隨著氨基含量(或氨值)的增加,氧化的幾率增加,泛黃嚴(yán)重。
隨著氨值的增加,氨基硅油分子的極性增加,從而為氨基硅油的乳化提供了有利的先決條件,可制成微乳液,而乳化劑的選擇和乳液中粒徑的大小和分布亦與氨值相關(guān)。
1.2粘度
粘度與聚合物分子量及分子量分布有關(guān)。一般地說(shuō),粘度越大,氨基硅油的分子量越大,在織物表面的成膜性越好,手感越柔軟,平滑性越好,但其滲透性越差,尤其對(duì)強(qiáng)捻緊密織物及細(xì)旦織物,氨基硅油難以滲入纖維內(nèi)部,影響織物性能,粘度過(guò)大還將使乳液穩(wěn)定性變差或難以制成微乳。一般不能只通過(guò)粘度來(lái)調(diào)整產(chǎn)品,往往通過(guò)氨值和粘度來(lái)平衡產(chǎn)品的性能。通常氨值低,就需粘度高,從而平衡織物的柔軟性能。
因此,滑爽的手感就需要高粘度的氨基改性硅油。然而在柔軟處理焙烘時(shí),一些氨基硅油交聯(lián)成膜,從而增大分子量,因此,氨基硅油的初始分子量與最終在織物上成膜的氨基硅油分子量不同。由此,同樣的氨基硅油在不同的工藝條件下加工,最終產(chǎn)品的滑爽性可以有很大的差異。另一方面,低粘度的氨基硅油也可以通過(guò)加交聯(lián)劑或調(diào)整焙烘溫度來(lái)改善織物的手感。低粘度氨基硅油增加滲透性,再通過(guò)交聯(lián)劑和工藝優(yōu)化,則可綜合高、低粘度氨基硅油的優(yōu)點(diǎn)。一般氨基硅油的粘度范圍在150~5000厘泊。
但值得注意的是,氨基硅油分子量的分布對(duì)產(chǎn)品性能的影響可能更大。低分子量的滲入纖維內(nèi)部,而高分子量的分布于纖維外表面,使纖維內(nèi)外均被氨基硅油所包裹,從而賦予織物柔軟和滑爽的感覺(jué),但帶來(lái)的問(wèn)題可能是分子量差異過(guò)大會(huì)影響微乳液的穩(wěn)定性。
1.3反應(yīng)性
具有反應(yīng)性的氨基硅油,整理時(shí)可以產(chǎn)生自交聯(lián),而交聯(lián)程度的提高,將增加織物的滑爽感、柔軟度和豐滿度,尤其對(duì)彈性提高更為明顯。當(dāng)然,一般的氨基硅油當(dāng)采用交聯(lián)劑或增加焙烘條件時(shí),同樣可以增加交聯(lián)度,因而也可以提高回彈。羥基或甲氨基端的氨基硅油,氨值越高,其交聯(lián)度好,則彈性也越好。
1.4微乳液粒徑和乳液電荷性
氨基硅油乳液粒徑小,一般低于0.15μ,所以乳液完全是熱力學(xué)穩(wěn)定的分散狀態(tài),其貯存穩(wěn)定性,耐熱穩(wěn)定性和抗剪切穩(wěn)定性優(yōu)異,一般不會(huì)破乳。同時(shí)微小的粒徑使顆粒表面積增大,從而大大提高氨基硅油與織物的接觸幾率,表面吸附量增大且均勻性提高,滲透性提高,所以易形成連續(xù)膜,提高織物的柔軟、滑爽性和豐滿感,尤其對(duì)細(xì)旦織物。但如果氨基硅油粒徑分布不勻,將大大影響乳液的穩(wěn)定性。
氨基硅油微乳液的電荷性取決于乳化劑。一般情況下陰離子型纖維吸附陽(yáng)離子型氨基硅油容易,從而提高處理效果。而吸附陰離子乳液則不易,對(duì)非離子型乳液的吸附量和均勻性優(yōu)于陰離子乳液。若纖維負(fù)電荷小,則對(duì)微乳液不同電荷性的影響則大為降低。因而化纖如滌綸吸附各種不同電荷性的微乳液及其均勻性均優(yōu)于棉纖維。