细说氨基硅油的结构特征

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氨基硅油的结构特征体现在氨值、粘度及反应性,它基本反映了氨基硅油的品质,并影响处理织物的性能。


氨  值


氨基硅油赋予织物的各种性能都是聚合物中氨基所带来的。氨基含量可由氨值表示(毫当量/摩尔或氨当量)。氨基含量越高,氨值就越高,整理织物毛感越柔软、平滑。这是因为氨基官能团的增加,使其对织物的亲和力大大增加,形成更规整的分子排列,从而赋予织物柔软平滑的手感。然而,很易理解的是氨基硅油分子中氨基本身的性能、分布同样影响着分子在织物上氨基硅油排列。显然氨基在大分子中的分布越均匀,织物上氨基硅油排列越规整,手感越柔软。同样,在相同氨值和相同氨基分布的情况下,不同类型的氨基也影响着分子与纤维的取向吸附, 从而影响织物风格。

但是,氨基中的活泼氢易于氧化形成发色团,造成织物的泛黄或稍带黄光。在同样氨基的情况下,显然随氨基含量(或氨值)的增加,氧化的几率增加,泛黄现象严重。当然,如果降低氨基中活泼氢的氧化程度,则可减少泛黄现象。为此,就有各种氨基的改性产物,如仲氨基改性(如SM-17)、叔氨基改性等。同时它还影响其他性能,见图1。
图1  不同氨基对处理织物性能的影响
1-常用氨甚;2-伯氨基;3-仲氨甚;4-叔氨基

随着氨值的增加,氨基硅油分子的极性増加,从而为氨基硅油的乳化提供了有利的先决条件,可制成微乳液。乳化剂的选择则与乳液中粒径的大小和分布以及氨值有关。

粘  度


粘度与聚合物分子量及分子量分布有关。粘度越大,氨基硅油的分子量越大,在织物表面的成膜性越好,手感越柔软,平滑性越好;但其渗透性越差,尤其对强捻紧密织物及强捻细旦织物,氨基硅油难以渗入纤维内部,影响织物性能。粘度过大,还将使微乳液稳定性变差或难以制成微乳。需要注意的是,一般不能只通过粘度来调整产品,往往通过氨值和粘度来平衡产品的性能。通常氨值低,必须粘度高,以平衡织物的柔软性能。

滑爽的手感需要高粘度的氨基改性硅油。在柔软整理焙烘时,一些氨基硅油交联成膜,从而增大了分子量,因此,氨基硅油初始分子量与最终织物上成膜的氨基硅油分子量不同。由此,同样的氨基硅油在不同的工艺条件下加工,最终产品的滑爽性可能有较大差异。另一方面,低粘度的氨基硅油也可通过加交联剂或调整焙烘温度来改善织物的手感。低粘度氨基硅油渗透性好,再通过交联剂和工艺优化,则可综合高、低粘度氨基硅油的优点。

氨基硅油的分子量分布对产品性能的影响可能更大。织物整理后,低分子量的氨基硅油渗入纤维内部,而高分子量则分布于纤维外表面,使纤维内外均被氨基硅油所包裹,赋予织物丰满、柔软和滑爽的手感,但带来的问题可能是分子量差异过大,影响微乳液稳定及乳化条件选择。

根据上述分析,可通过复配,制取所需要的产品。如100份较低分子量的氨基硅油(粘度1000 ㎜²/s),在制取时加入高摩尔质量聚二甲基硅氧烷(PDMS), 或更高分子量的氨基硅油1份,搅拌溶解,加乳化剂制成乳液,用于棉、涤棉布,其柔软性、回弹性及洗涤耐久性显著增加。

反 应 性


具有反应性的氨基硅油,处理时具有自交联性,提高交联程度,有助于增加织物的滑爽感、柔软度和丰满性,尤其对弹性提高更为明显。如在侧链上引入羟基,就可提高这方面的性能。

若分子侧链中不含有羟基,而端基为羟基则用于毛类纤维,还可增加吸附性;若端基为甲基,可用于棉织物;端基为甲氧基,可用于合纤织物。

当然,若一般氨基硅油,当采用交联剂或加强焙烘条件时,同样可增加交联度,因而也可提高回弹性。常用的交联剂为三官能团的硅烷偶联剂,如γ-氨丙基三乙氧基烷,N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷,γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷等。一般反应性有机硅柔软剂,随偶联剂加入,回弹性显著提高,撕破强力、抗弯硬挺度和耐磨性方面明显提高 (见表2)。
端基为羟基或甲氧基的氨基硅油,氨值越高,其交联度好,则弹性也越好。
来源:染化学堂

责任编辑:石丽菁

校对:陶佳毅

编审:张强

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