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表面活性剂产物在纺织工业中的各类应用

来源: 雅博体育市海森化工有限公司  日期:2020-05-09 17:03:23  属于:行业动态
文章摘要:
自20世纪40年代进入工业出产以来,表面活性剂获得了广泛的应用,被誉为“工业味精”。表面活性剂分子具有两亲性,在水溶液中极易富集于表面,从而显著改变溶液性质,且随着分子中亲水和亲油比例的不同、布局的不同,表示出的性质亦有差异。它们具有分散、润湿或抗黏、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、洗涤、防腐和抗静电等一系列物理化学性能,这些基本性能对纺织、印染加工十分主要。据统计,纺织行业中用到的表面活性剂品种达到3000多种,纺织工艺出产过程,从散纤维的精制、 纺丝、纺纱、织布、染色、印花和后整理等各工序,都离不开表面活性剂的应用。其作用是提高纺织品的质量,改善纱线的织造性能,缩短加工工期,因此表面活性剂对纺织行业的贡献很大。     
 
1、表面活性剂在纺织工业中的应用     
 
1.1 洗净剂     
洗净剂也称洗涤剂,在纤维纺织过程中应用广泛,如棉布的退浆和煮练、羊毛的脱脂和洗涤、生丝的脱胶、合成纤维的脱油、织物染色和印花后清除未固色的染料等工序,都使用洗净剂。其在水中具有乳化、润湿、起泡、胶溶和悬浮等性能,从而表示出显著的去污能力,且耐硬水,碰到钙、镁离子不会产生沉淀,在水中不产生游离碱,不会损伤丝、毛织物的强度,不仅能在碱性或中性溶液中使用,还可在酸性溶液中使用,洗涤过程快,用量少,低温也可洗涤。 
由于阳离子表面活性剂会产生静电吸附,导致表面活性剂的疏水基向着水溶液,分散后的污垢轻易再沾污到织物表面,这样对于织物净洗极为不利。因而,作为洗涤用的表面活性剂多用非离子、阴离子和两性离子。其中十二烷基苯磺酸钠(LAS)用得较多,但是由于其泡沫多,刺激性大,有必然致畸性,且耐强碱性差,生物降解性能相对较差,而逐步被脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)、仲烷基磺酸盐(SAS)、α-烯烃磺酸钠(AOS)、α-磺基脂肪酸甲酯钠盐(MES)、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐(AEC),以及新型产物茶皂素、多肽基表面活性剂代替。     
在纺织加工的洗涤过程中,有些工序不仅要考虑到洗涤效果,并且还要考虑到织物的柔软性和是否褪色等问题,因此开发新型的具有良好洗涤效果又能保持织物的柔软性和色泽的不变性的表面活性剂成为当今新型表面活性剂研发的热点。随着人们环保意识的增强和纺织品出口面临着更加严重的国际环境标识表记标帜认证壁垒,开发高效、低刺激性和易生物降解的净洗剂已成为当今纺织业面临的迫切课题。     
 
1.2 匀染剂和分散剂     
避免染色不均匀或染斑,是印染工艺的主要任务之一。匀染剂是指染色中能延缓染料上染纤维速度(缓染),并能使染料在纤维上从高浓度的部位转移到低浓度的部位(移染),从而避免呈现深浅不均和色斑现象,并且不降低染色坚牢度的一类助剂。表面活性剂可以增加染料的溶解度,增强其纤维上的渗透力和附着力,增强其色泽和提高纺织品的耐洗度。     
某些阴离子表面活性剂,如烷基磺酸钠、高级脂肪醇硫酸钠盐等,可用作天然纤维、锦纶纤维的亲纤维型匀染剂。高级脂肪醇聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂主要用于还原染色,也可用于分散染料、直接染料的染色。苏喜春等人在进行羊毛染色尝试中发现,十八烷基胺聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐能显著改善弱酸性艳蓝RAW对羊毛的匀染性和润湿性能,浓度越大,匀染 性越好。现在匀染效果较好的匀染剂是各种阴离子表面活性剂的复配体系,或阴离子和非离子表面活性剂的复配体系。     
分散剂是染料加工和染料应用中不成缺傲幽助剂,分散剂在染色中具有两个主要不凡作用:一是拆开聚集离子的反絮凝作用;二是保持分散粒子不变的能力。有的分散剂本身就兼有分散性和移染性等多种作用,既可作为染料加工用扩散剂,又可作为印染中的匀染剂。当前使用的分散剂中,以阴离子型表面活性剂为主,主要有萘磺酸盐甲醛缩合物和木质素磺酸盐等;其次是壬基酚聚氧乙烯醚等非离子型表面活性剂,后者常与其他类型表面活性剂复配使用。阳离子型和两性型表面活性剂在应用上有必然的局限性。随着各种新型染色技术的逐步成熟,比如微波染色、泡沫染色、数码印花和超临界流体染色等,对匀染剂和分散剂提出了更高的要求。       
 
1.3 柔软剂      
织物在印染和整理前,一般需经练漂等前处理, 会使织物产生比力粗糙的手感。为使织物具有持久的滑爽柔软手感,就需使用柔软剂,大部门柔软剂属于表面活性剂。阴离子柔软剂应用较早,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。由于对纤维的吸附性弱,则易于清洗除去,因此有的品种适用于纺织油剂中柔软组分,主要有磺基琥珀酸酯和蓖麻油硫酸化物等。      
非离子型柔软剂的手感和阴离子近似,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,主要应用于纤维素纤维的后整理和在合成纤维油剂中做柔软和平滑组分。其中以季戊四醇脂肪酸酯和失水山梨糖醇脂肪酸单酯这两类主要,柔软效果在松软和发涩之间,能大大降低纤维素纤维和 合成纤维的摩擦系数。     
阳离子表面活性剂和各种纤维结合的能力强,能耐高暖和经受洗涤,耐久性强,用于整理织物可获得丰满的手感和滑爽感,使合成纤维具有必然的抗静电效果和良好的杀菌和消毒能力,并能赋予纤维很好的柔软效果,是目前使用广泛的柔软剂。阳离子表面活性剂目前绝大多数仍为含氮化合物,常用类型有叔胺盐类和季铵盐类。其中叔胺盐类只在酸性介质中呈阳离子性,而季铵盐类在任何介质内均呈阳离子性,是应用比力广的一类。双十八烷基二甲基季铵盐是柔软性能突出的织物柔软剂,用量仅0.1% ~0.2%就能获得抱负的效果,还有润湿和抗静电作用,但较大、生物降解困难;双氢化牛油基二甲基氯化铵(DHTDMAC)作为柔软剂,虽有优良的柔软效果,但存在抗静电性差、生物降解性差,易在污水处理中被污泥吸收而污染农田。取而代之的新一代绿色产物大多是含有酯基或酰胺基或羟基等亲水性基团的表面活性剂,极易被微生物分解为C18、C16脂肪酸和较小的阳离子代谢物,对环境损害小。
 
  1.4 抗静电剂
 
  为消除或防止纺织过程中各工序产生的静电和在 织物整理工序时或过程中的静电,必需使用抗静电剂。其作用主要在于使纤维的表面具有吸湿性和离子性,从而降低纤维的绝缘性,提高导电度,并能中和电荷,达到消除或防止静电产生的目的。表面活性剂中,阴离子型抗静电剂的品种是较多的。油脂、脂肪酸和高碳脂肪醇等的硫酸化物,既有抗静电性能,也有柔软、润滑和乳化性能。其中以烷基磺酸,尤其是铵盐、乙醇胺盐等抗静电效力较高。不外,在阴离子型抗静电剂中,以烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯类效果较佳。
 
  一般阳离子型表面活性剂不仅是效力较高的抗静电剂,并且具有优良的滑爽柔软性和纤维附着性。其缺点是能使染料变色,耐晒牢度降低,不能和阴离子型表面活性剂合用,腐蚀金属,毒性强,对皮肤有刺激性等,故使用受到限制,很少用于油剂,而主要用于织物的整理。用作抗静电剂的阳离子型表面活性剂主要是季铵化合物和脂肪酸酰胺两大类。甜菜碱型两性表面活性剂除具有良好的抗静电作用外,还有润滑、乳化和分散作用。
 
  非离子表面活性剂吸湿性强,能用于纤维的低湿状况。它们一般对于染料染色性能不发生影响,可在较宽范围内调整黏度,其毒性小,对皮肤刺激性小,所以被广泛使用,是合成油剂的主要组分。非离子型抗静电剂主要类型是脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚乙二醇酯等。
 
  1.5 渗透剂和润湿剂
 
  渗透剂和润湿剂是促进纤维或织物表面快速地被水润湿,并向纤维内部渗透的助剂。能使液体渗透或加速深入孔性固体内的表面活性剂称为渗透剂。渗透的前提是必先润湿才能吸附。润湿就是指液体与固体接触后,液体在固体表面铺展的程度。因此,渗透剂和润湿剂不仅用于退浆、煮炼、丝光和漂白等前处理工序,并且广泛应用于印花和后整理工序。 
 
  对于渗透剂和润湿剂的特性要求是:1)能耐硬水及碱;2)渗透性强,能缩短工时;3)经其处理后的织物毛细管效应改进显著。
 
  阳离子表面活性剂不适于作润湿剂,因为它们会吸附在纤维上阻碍润湿。两性型表面活性剂在应用上有必然的局限性。因而,用作渗透剂与润湿剂的表面活性剂主要有阴离子和非离子表面活性剂。此外,在纺织工业中,表面活性剂还可用作精练剂、乳化剂、发泡剂、平滑剂、固色剂和防水剂等被使用。

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