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表面活性剂及其在纺织工业中的应用

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技术交流
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来源:
2017/08/23 10:52
  本文介绍了表面活性剂的性能及其在纺织工业中的应用,其中重点介绍了表面活性剂作为洗净剂、匀染剂和分散剂、柔软剂、抗静电剂、渗透剂和润湿剂的应用。表面活性剂在纺织工业中应用广泛,有着很好的发展前景。
 
  1 概述
  随着纺织工业的发展,纺织产品不断的创新,对印染加工要求越来越高。纺织印染助剂在其中起着决定性的作用,能提高纺织产品的品质及附加值,使得纺织产品更具功能化和时代感。目前,全世界纺织助剂生产近15000个品种,包括近100个门类,年产量约280万吨,市场销售额逾160亿美元。经市场分析可知,纺织助剂中增长最快的便是印染助剂。
  除部分功能型助剂外,纺织印染助剂中大部分是表面活性剂。纺织行业中应用到的表面活性剂品种繁多,据统计达3000多种。表面活性剂具有分散、润湿或抗粘、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性能,对纺织印染工艺尤其重要。纺织工艺从前处理、印染到后处理等各个工序,均离不开表面活性剂。表面活性剂能起到提高纺织产品的质量,缩短加工工期的作用。本文主要论述了表面活性剂的优异性能,以及表面活性剂在纺织工业中的应用。
 
  2 表面活性剂的性能
  表面活性剂是一种加入少量便能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。表面活性剂是一种两亲分子,即一端为亲水基团,另一端为亲油基团。其中亲水基团常为极性基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团。亲油基团一般由碳氢原子团构成,主要是碳氢链。
  表面活性剂中亲水和亲油基团的结构及分子量不同,均能表现出不同的性质。亲水基团在亲油基团末端时,分子易形成胶束,洗涤性能优异。亲水集团位于分子中间位置或亲油基团带有支链疏水基团时,不易形成胶束,定向排列,渗透性和润湿性能较好。表面活性剂的分子量大小能直接影响表面活性剂的性能,一般来说,分子量较大的适用于作洗涤剂、分散剂和乳化剂。分子量小的,适用于作渗透剂和润湿剂??梢愿菪枰?,变换亲水基团或亲油基团种类、所占比例及在分子结构中的位置,以达到所需目的。
 
  3 表面活性剂在纺织印染工业的应用
  表面活性剂在纺织印染方面应用广泛,可用作洗净剂、匀染剂和分散剂、柔软剂、抗静电剂、渗透剂和润湿剂、精练剂、乳化剂、发泡剂、平滑剂、固色剂和防水剂等。下面重点介绍了表面活性剂作为洗净剂、匀染剂和分散剂、柔软剂、抗静电剂、渗透剂和润湿剂的应用。
  3.1 洗净剂
  洗净剂也称洗涤剂,在纺织工业中应用广泛,只要纤维、织物需要加工处理,一般均需要洗涤,将污染物和杂物除去。其在水中具有乳化、润湿、起泡、胶溶和悬浮等性能,因而具有很好的去污能力,并且耐钙、镁离子,不损伤织物强度,对溶液的酸碱程度没有苛刻要求,用量少,洗涤快,低温也可洗涤。
  用于洗净剂的表面活性剂多数为非离子、阴离子或两性离子表面活性剂,很少或者直接不用阳离子表面活性剂,因为阳离子型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,分散后的污垢容易再次附到织物表面,对净洗不利。十二烷基苯磺酸钠应用的比较多,但由于一些缺陷(如泡沫多,刺激大,且耐强碱性和生物降解性差),而逐步被脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐等代替。
  3.2 匀染剂和分散剂
  匀染剂是指在染色中能避免出现染色不均匀或染斑等问题,并且不降低染色坚牢度的一中助剂。高级脂肪醇硫酸钠盐等阴离子表面活性剂可用作天然纤维、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,分散染料、直接染料的染色。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可缺少的助剂,分散剂在染色中两个主要特殊作用是拆开聚集离子的反絮凝作用和保持分散粒子稳定的能力。目前分散剂的使用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,其中壬基酚聚氧乙烯醚常与其他类型表面活性剂复配使用,效果很好。阳离子型和两性型表面活性剂在应用上有一定的局限性。
  3.3 柔软剂
  大多数柔软剂均属于表面活性剂,能使得织物具有持久的柔软手感。
  阴离子柔软剂很早就被应用,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;阳离子柔软剂有脂肪基叔胺盐或季铵盐等,可与洗净剂配合使用;非离子型有脂肪醇聚氧乙烯醚、多元醇脂肪酸酯及其环氧乙烷加成物;两性离子型有氨基磺酸型、甜菜碱型等。
  3.4 抗静电剂
  为了防止或消除整个纺织工艺中产生的静电,需要使用抗静电剂??咕驳缂恋淖饔檬鞘沟孟宋砻婢哂形院屠胱有?,从而降低纤维的绝缘性,提高导电度,中和电荷,达到防止或消除静电的目的。
  阴离子型抗静电剂的品种很多。油脂、脂肪酸和高碳脂肪醇等的硫酸化物等,烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯类效果较佳。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。两性表面活性剂中,甜菜碱型具有良好的抗静电作用,同时还有较优的乳化、润滑和分散作用。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。
  3.5 渗透剂和润湿剂
  渗透的前提是必需先润湿才能吸附。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。
  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一定的局限性。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。
 
  4 结语
  表面活性剂在纺织工业中被广泛应用,已被看作是纺织印染助剂的重要组成部分,其经济价值相当可观。目前,我国纺织印染助剂产品与国际水平还存在一定的差距,但随着各个企业的不断改革和创新,已经有了很大的飞跃,所以秉着不断开发高品质、绿色环保的新品种为目标,勇于创新,勇于挑战,我国纺织印染助剂工业会越做越宽广,前景十分广泛。
关键词:
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