第6章+柔软剂(讲义).doc

第六章 柔软剂6.1 概论6.1.1 柔软整理的概念柔软整理：在染整加工中，为了使织物具有滑爽、柔软的手感，提高成品质量的处理方法柔软整理的两种方法：机械柔软整理、柔软剂整理6.1.2 柔软剂 用于织物柔软整理，使织物具有滑爽、柔软手感的化学助剂，称为柔软剂（softening agent; softener）6.1.3 织物柔软整理的原因 1.天然纤维在后整理时，采用各种树脂，虽能防缩、防皱、快干、免烫，使织物具有某些合纤的优越性能，但手感变得比较糙硬，因此必须在树脂工作液中或在后处理浴中加入柔软剂进行整理 2.腈纶、维纶纤维混纺的织物，经过高热处理手感一般都很糙硬，柔软整理成为不可缺少的工序3.毛纺、丝绸、针织等织物都需进行柔软整理4.最近超细纤维的不断开发．需要相应的超级柔软剂，以满足市场的需要 6.1.4 柔软剂应用在纺织品上的目的: 这种整理的主要目标是获得一种柔软的手感以方便纺织加工和提高服用性能通常，令人舒适的柔软手感是顾客在购买一件纺织品时的决定性依据因此，柔软手感被认为是影响纺织品销售的最重要因素近年来，柔软剂在纺织品加工中变得尤为重要，几乎每一种从纺织厂出来的纺织品都经过了柔软整理。

1)获得需要的柔软性(通常可以被描述为:滑、顺从、超软、弹性、干爽、润滑);(2)增加技术性能,如:抗静电、亲水、弹性、缝纫性、摩擦牢度等3)赋予合成纤维某种天然触感,通过提升纤维的二次效果(吸湿调节、平整度)来提高服用舒适性4)改善加工性能此外,柔软剂也被用在起毛、防皱、缝纫及丝的卷绕等加工过程中6.1.5 织物柔软整理对柔软剂的要求 (1)易操作；液态，易计量，稳定，易被预稀释；(2)与其他助剂有较好的相容性；(3)耐高温，在蒸汽处理下不挥发；(4)不泛黄；(5)不影响各项牢度，不色变；(6)低泡，对剪切力不敏感，不粘滚筒；(7)在浸染加工中均匀以及不影响加工液的总吸尽率；(8)对皮肤无害；(9)对人类和环境无害；(10)良好的生物降解性；(11)优良的运输和储存性；(12)优良的性价比6.2 柔软整理的机理6.2.1 降低纤维的表面张力 纺织纤维是由线形高分子构成的比表面很大的物质，形状十分细长，分子链的柔顺性也较好当整理液中加入表面活性剂（或柔软剂）后，由于表面活性剂在界面（纺织纤维与整理液）上易发生定向吸附，从而降低了纤维的界面张力，扩大表面积所需的功减少，使纤维变得容易扩展表面，伸展其长度。

结果是织物变得蓬松、丰满，产生了柔软手感 6.2.2 减少纤维的摩擦系数表面活性剂在纤维表面吸附有薄薄的一层，而且疏水基向外整齐地排列着这样，摩擦就发生在互相滑动的疏水基之间，疏水基越长越易于滑动 1、减少了纤维的摩擦系数降低纤维之间或纤维与人体之间的摩擦阻力，获得柔软的手感 2、适当的降低摩擦系数还能使织物在受到外力时纱线便于滑动，从而使应力分散，撕裂强度得到提高，或者在加工过程中受到张力的纤维容易回复到松弛状态，织物变得蓬松 一、纤维间的摩擦与柔软性的关系 在柔软整理中要求μs、μd都降低，但柔软感和降低静摩擦系数的关系更大要求μs低些（但也不是越低越好因μs太低全体纤维抱合力减小，纱线强力会下降），并且最好是μs<μd在粘胶长丝上分别施加两种不同的柔软剂，柔软剂1含有聚二甲基硅氧烷等组分柔软剂2以阳离子表面活性剂为主要组分，两种柔软剂在纤维上的含量各为0.2％（o.w.f.－相对纤维质量）时，于20℃，相对湿度 65％条件下，测得摩擦系数和柔软性之间的关系如表11－1所示 二、柔软剂的用量与摩擦系数的关系 柔软剂的用量直接影响到纤维表面润滑油膜的厚度。

流体润滑是摩擦的两个表面完全被连续的流体隔开边界润滑则流体膜非常薄，甚至部分表面还未被覆盖 而属于团体表面间直接接触的干燥摩擦半流体润滑区是边界润滑和流体润滑区之间的过渡区域，它包含整个曲线中摩擦最小的区段 二、柔软剂的用量与摩擦系数的关系1、一般来说，纤维的润滑大多属于流体润滑，柔软剂用量一般在0.3％以上2、在纤细表面形成油膜的厚度不但与柔软剂的用量有关，还与纤维的细度或比表面有关同样质量的柔软剂施加到纤维更细的织物上，则由于比表面较大，成膜厚度一定较薄6.2.2 影响柔软性的因素一、疏水基的影响 带有近乎直链的脂肪族碳氢结构的矿物油和表面活性剂适合作柔软平滑剂带有支链的烃基或带有苯环基团的则不适于作柔软平滑剂烷基链长，柔软剂的效果好，具有二个长链烷基的效果较佳 C16～C18柔软性好，例如十六醇（棕榈酸）、十八醇（硬脂酸、油酸）二、亲水基的影响 降低静摩擦系数能力顺序：聚乙二醇非离子＞阴离子＞多元醇型非离子＞阳离子（包括两性）＞矿物油降低动摩擦系数能力顺序：矿物油＞阳离子三、其他n 油膜厚度（5～10μm）：n 与柔软剂的用量、纤维的细度（比表面积）有关n 还与织物的紧密程度有关。

6.3 柔软剂的分类6.3.1 非表面活性剂类• 早期以天然油脂、石蜡类为主天然油脂：硬脂酸、椰子油、白油等乳化剂：常用阴离子型的拉开粉或非离子型的平平加O等，增稠剂：羟甲基纤维素、骨胶等• 石蜡乳液 1、 性质：PH=7，能耐酸、碱和硬水，与水以任意比例稀释2、特点：手感好，对降低流体摩擦效果好，3、应用：主要用于针织内衣织物的后整理也可用作绒布起毛助剂，有利于拉出绒毛 国内称这种柔软剂为柔软剂1016.3.2 表面活性剂类 1. 阴离子型柔软剂特点：应用较早，但由于纤维在水中带有负电荷，所以不易被纤维吸附，因此柔软效果较弱应用：用作纺丝油剂中柔软组分用作柔软剂的阴离子表面活性剂v 蓖麻油硫酸化物 ；其他植物油和动物油的硫酸化物 ；蓖麻酸丁酯硫酸化物 ；脂肪酸硫酸化物 ；脂肪酸部分硫酸化物 ；某些合成洗涤剂（净洗剂LS．雷米邦、胰加漂T ） ；磺化琥珀酸酯 ；脂肪醇磷酸酯 磺化琥珀酸酯 它们是重要的阴离子型柔软剂，柔软性和平滑性都较好其中尤以十八烷基（R＝－C18H37）的柔软效果最好，除适用于纤维素纤维的柔软整理和油剂组分外，还可用于丝绸精炼，能防止擦伤（丝绸防灰伤剂）。

这类商品国内称为柔软剂MA－700 脂肪醇磷酸酯 • 多用作抗静电剂，也可作为腈纶的柔软剂，柔软效果好 2. 非离子型柔软剂• 应用性能：手感和阴离子型柔软剂近似，不会使染料变色，能与阴离子型或阳离子型柔软剂合用但它们对纤维的吸附性不好、耐久性低，并且对于合成纤维几乎没有作用• 应用：纤维素纤维的后整理；合成纤维油剂主要类型• 季戊四醇脂肪酸酯 ；甘油单脂肪酸酯 ；失水山梨醇脂肪酸单酯 ；脂肪酸乙醇酰胺 ；脂肪酸聚乙二醇酯；脂肪酰胺聚乙二醇缩合物；羟甲基脂肪酰胺；聚醚• 季戊四醇脂肪酸酯和失水山梨醣醇这两大类最重要，柔软效果在松软和发涩之间，它们对纤维素纤维和合成纤维的摩擦系数降低很大• 聚醚类柔软剂具有优良的耐高温性能，特别适用于作高速缝纫的平滑剂，但价格较贵 3. 阳离子型柔软剂应用性能：• 与各种天然纤维、合成纤维结合的能力强；能耐温和洗涤，耐久性强；优良的柔软效果和丰满的手感、滑爽感；使合成纤维具有一定的抗静电效果；改进织物的耐磨蚀度和扯裂强度；• 缺点：有泛黄现象；使染料变色；对荧光增白剂有抑制作用；降低日晒和摩擦牢度；不能和阴离子型表面活性剂合用；并对人体皮肤有一定刺激性阳离子型柔软剂主要类别如下： 1） 叔胺盐类 • 又称假阳离子类，即在酸性介质呈阳离子性，在中性和碱性介质呈非离子性 2） 季铵盐类 应用性能：相对较低的施加量时，能获得较高的柔软性；几乎适用于各类纤维的织物；具有消费者欢迎的特征手感；可以改善织物的撕破强力和耐磨性能；处理方便，毋需高温热处理；生物降解性低,；不宜用于漂白或特白织物的柔软整理主要类型及其结构如下所示： • 烷基三甲基季铵类 RN（CH3）3X • 双烷基二甲基季铵类 双酰胺基烷氧基（甲基）季铵类 （酰胺）咪唑啉化合物• 自季铵类柔软剂在纺织品上应用以来，已开发了不少品种。

发展：单长碳烷基改为双长碳烷基，使柔软性提高和改善泛黄性；脂肪酰胺基代替脂肪基，以改进柔软剂的耐热性；在季铵上引进烷氧基，使柔软剂在水中稳定分散性获得改善以脂肪酸与二乙烯三胺等为原料，经合成和环构化，然后生成咪唑啉季铵盐，虽其柔软性稍逊，但产品具有较好的抗静电性和再润湿性 上面所列的4种季铵盐柔软剂中，第一种烷基三甲基季铵盐的应用已逐渐减少，其他三种均大量使用双烷基二甲基季铵盐类柔软剂能赋予织物最佳的柔软性，其次是咪唑啉化合物和二酰胺基烷氧基季铵盐 3） 氨基酯盐• 通式为：RCOOR1N(R2)(R3)(R4)X(R为烷基、羟烷基;X为氯)这类化合物可以由脂肪酸和氨基醇反应制得用三乙醇胺作为反应底物,根据反应混合物的组成，一至三个羟基可以被酯化而相应的季盐则可以通过用卤代烷或烷基硫酸酯烷基化制得因此,这类化合物通常被称为酯季盐4） 两性型柔软剂应用性能：对合成纤维的亲和力强；没有泛黄和使染料色变以及抑制荧光增白剂等弊病；能在广泛的介质中使用 两性型柔软剂是为改进阳离子型柔软剂的缺点而发展起来的，但其柔软效果不如阳离子型柔软剂，故常和阳离子型柔软剂合用由于价格比较显贵，目前品种尚不多，正在逐步推广应用中这类柔软剂一般是烷基胺内酯型结构，包括氨基酸型、甜菜碱型及咪唑啉型。

结构如下：6.3.3 反应型柔软剂• 也称为活性柔软剂，是在分子中含有能与纤维素纤维的羟基（－OH）直接发生反应形成酯键或醚键共价结合的柔软剂因其具有耐磨、耐洗的持久性，故又称为耐久性柔软剂主要类型有： 酸酐类衍生物、乙烯亚胺类衍生物、吡啶季铵盐类衍生物 1.酸酐类衍生物 • 纤维的羟基发生反应生成酯键结合化学反应如下： •• 这类柔软剂国外商品有 Aquapel 380，与纤维素纤维的化学反应如下： 应用性能：• 由于双烯酮还可和氨基、羧基发生反应，因此也可用于羊毛和锦纶等• 用其处理的织物具有耐洗涤、耐干洗、耐酸、耐碱的柔软和防水性能，• 但如长时间水浸或在60℃以上的水中，则易发生水解而失去耐久性 2.乙烯亚胺类衍生物 • 这类化合物中最重要的是 Persistol VS，国内称为柔软剂VS，这类柔软剂和纤维的反应如下： 柔软剂VS:广泛用于棉、麻、锦纶、粘胶、羊毛、丝绸及合成纤维等由于它的柔软效果优良、耐久性好，可单独使用或和树脂整理剂合用，故使用量很大，由于近来发现乙烯亚胺类化合物具有致癌性，这类柔软剂的生产和使用将受到限制，3.吡啶季铵盐类衍生物 • 防水剂PF（硬脂酰胺亚甲基吡啶氯化物）是一种阳离子型的反应性柔软剂，化学结构式如下： 因其分子中的活性基团，能与纤维素分子上羟基或蛋白质上的氨基发生化学键合，故既是一种耐久透气性防水剂，又是一种耐久性的柔软剂。

防水剂PF对热较敏感，高温热处理后小部分防水剂PF与纤维素纤维上的羟基发生醚键结合，而大部分转变成具有高疏水性的双硬脂酰胺甲烷包裹在纤维表面，使整理织物具有耐久性的拒水性能反应性的柔软剂。