每当人们购置纺织品或服装时,首先作出判断的总是眼睛。但是顾客的手不仅是用来拿钱包或信用卡,而且对要选择的物印染在线网品作出判断。毫无疑问,不能低估诱人的手感,它已成为一项质量指标,也成为主要的销售手段。柔软剂能赋予织物舒适的手感,因此被认为是一种重要的纺织助剂。

1有机硅

几十年来,有机硅就被用于改善织物手感。由于其优越的柔软性能,氨基硅的重要性已无以伦比。其功效远远优于甲基硅油或带有羰基、环氧基、羧基的有机硅。

如何解释这种特殊现象?显而易见,人们期望在纤维表面形成定向排列。柔软剂分子上部分质子化的氨基基团会与带负电荷的棉纤维相作用。

Ｘ射线荧光法证明,氨基硅油中的氮原子定向排列在纤维表面。有机硅覆盖层的外层上没有氮原子,氨基基团固着在纤维上。这并不适用于聚酯织物,因为它在纤维上无任何变化。

Ｘ射线荧光法同时充分证明,氮原子分布均匀,因此并没有定向排列。

柔软效果由何而来?氨基官能团将有机硅锚固在棉纤维上。在它们之间的非取代的链段形成链环,由于这些链环可自由移动,因而起着润滑剂的作用。而降低了的纤维对纤维的摩擦力就被称为“柔软手感”。对棉的特适性也可以在差别化染色中得以看出:着色的有机硅分布在经纱是聚酯,纬纱是棉的织物上。

氨基硅类柔软剂可以通过改变链长度“Ｘ”来改变硅油粘度,改变取代度“Ｙ”来改变直接性,及交联链端的多少(若是反应性),

通过分子交联而形成的一种相互渗透的网状结构能使织物的手感由干到腻,并改变其弹性效果。这些整理工作者都十分清楚,他们将从工厂提供的各种柔软剂中选择最好、最适合的一种。

拉幅机的工作条件,氧和热的作用,能使氨基氧化,进而导致热泛黄。

2热泛黄

为了避免热泛黄或使热泛黄降至最低程度,可采用诸多方法。最简单的一种是将氨基基团含量降到最小限度。低氨基含量的柔软剂要比高氨基含量的柔软剂泛黄程度低(图3),也有许多化学方法可抑制热泛黄。通过改变氨基基团自身:结构单元Ｓｉ-Ｃ3Ｈ6-ＮＨ2表现出较低的热泛黄趋势,但要制造相应基础的硅烷单体就要复杂得多。另外一种方法是将氮原子烷基化或将其包在环状体系中(六元环氨)。

一种较为简单的方法是酰化作用,如一个相当简便的反应是与乙酸酸酐(Ａｃ2Ｏ)反应:这是一种快速并且有价值的反应,然而乙酸酸酐在一些国家难以获得。化学家们认为竞争反应是较可取的。用丁内酯的酰化反应最终与毒品无关。

上述各种方法的共同之处就是降低泛黄,因为此时起锚固作用的氮原子被封闭了,结果是同原来的结构相比,其柔软作用下降了。

3乳液和微乳液

所有的柔软剂分子有一个共性之处:它们不溶于水中,而几乎所有的整理方法都是以水为基础介质的。为了使不溶于水的油在水中可以使用就需要乳化,因此要使用乳化剂。推荐使用脂肪醇乙氧基化合物,它是一种非离子表面活性剂,在生化处理装置中具有良好的生物降解性能,低毒性且具有好的应用性能。非常不幸的是,ＡＰＥＯ乳化剂仍被广泛使用,尤其是在欧洲之外。在技术说明书中,有机硅是“非离子型”,这只对乳化剂体系有效,因为氨基活性材料是聚阳离子型的。

乳化剂分子包围着油滴使之稳定。氨基硅/乳化剂的关系将决定最终乳液的液滴尺寸(图4)。

市场上可以找到乳白色的乳液,粒径为150ｎｍ～250ｎｍ,及澄清的微乳液,其液滴粒径低于30ｎｍ。产生光学性能的差别是由于光线在粗糙颗粒上的衍射所造成的(丁德尔效应)。据说为了系统的完整性,也供应粒径在80ｎｍ～120ｎｍ、不透明、淡蓝色的乳液。通常这种乳液被称为“半微乳液”。一般乳液具有较少的乳化剂(较少的干扰物质),其分布可改善手感效果。而微乳液更加稳定,尤其是对剪切稳定,剪切力能破坏乳液。

在纺织品整理过程中,人们不希望出现破乳,否则还会招致抱怨。好的稳定性,处理更安全和极简单的应用工艺确保了微乳液在世界市场上的统治地位。现在微乳液被看成常用商品,它们可在第三世界国家的任一车间中生产。只要加入了足够的乳化剂,微乳液也就自然形成了。

然而,剪切稳定性还涉及第三个因素:纺织印染机械,剪切力及可能的破坏与喷射密切相关。过去一些台湾生产的机器已被认为是危险的,但现在Ｔｈｅｎ公司和Ｔｈｉｅｓ公司已经推出“气流”和“软流”型喷射机,它们能喷射极小浴比的液体而仍具有极高的剪切力。过去,是一直不考虑有机硅乳液在喷射过程中应用的,因为害怕出问题。而新的设备甚至会使现在人们也认为是不会破乳的微乳液破乳,那该如何解决呢?从乳液到微乳液,剪切稳定性一直是提高的,因此可以采取进一步措施,如从微乳液向分子分散发展。为获得柔软性及直接性,需要可溶解的或可分散的带氨基基团的分子。现有的分子结构不能满足此功能,而需要一种新的分子结构(图5)。在同一个侧链上带有数个正电荷,由此,在分子质子化形式(也就是说在酸性ｐＨ条件下)中带有高密度的电荷赋予其水可分散性、高直接性和良好的竭染性。此结构即使在极高的剪切应力下也不会破乳,因此将它用于喷射工艺是安全的。

4亲水性柔软剂

“常规”有机硅覆盖在纤维表面,并以此起到疏水作用。有两种途径,通过”分子工程”来消除这种疏水作用可解决此问题:一个是通过引入亲水性侧链进行分子改性(图6),或转换成αω取代的氨基有机硅(图6)。通过引入聚乙二醇基团增强亲水性易于理解:分子本身就是润湿剂。但为什么另一个品种就不是疏水性的?要知道,它的分子结构中并没有亲水部分,只有在它下面的棉纤维是亲水性的。原因是常规柔软剂阻碍水润湿纤维,但随着αω取代,能允许形成水滴浸入的弓形结构(图7)。但这不会自发产生:在ＴＥＧＥＷＡ液滴测试表明,水滴进入弓形结构需要5ｓ～15ｓ时间。最大好处是这种分子结构能不受干扰地形成弓形。这就意味着与含乙二醇的分子相比柔软性更优异,原因是含有乙二醇的分子由于体积庞大的乙二醇侧链大大地干扰了氨基向纤维的定向。这两种类型的产品在市场上均有售。

5对有机硅的偏见

除了对有机硅柔软剂通常的偏见外,还有两个偏见:

-有机硅促进了分散染料在聚酯织物上的热泳移;

-有机硅能通过空气中的有害物质促进靛蓝染色牛仔布的泛黄。纺织品整理工作者必须将有机硅理解为一种商品。而我们知道,它是含有活性物质、乳化剂、水、防腐剂等物质的混合物。

但是整理工作者也是对的,有机硅乳液的确能够促进热泳移,并造成牛仔布的泛黄。为解决上述问题,Ｗａｃｋｅ公司采取了以下四个操作步骤:

-验证这些偏见是否合理。遗憾的是,很快就得出肯定的结论。

-验证是配方中哪个成分对热泳移或分裂靛蓝分子起作用。结果发现:有机硅并不引起上述问题,而是普遍使用的乙氧基乳化剂造成上述问题。

-寻找用其他的乳化体系。

-“其他的”乳化剂就是非乙氧基的乳化剂已开发出来,例如烷基聚糖苷。

现在纺织工业使用有机硅就可以没有这两种缺陷了。

图7所示为传统的和替换的有机硅柔软剂处理经臭氧处理过的蓝色牛仔布的差别。

图8所示为在相同的复合测试中,使用相同有印染在线网机硅柔软剂但不同结构条件下,在染色的和白色的ＰＥＴ上染料热泳移性能的差别。