王莉莉，劉光偉，張玉林（廣東德美精細(xì)化工股份有限公司，廣東 佛山528322）

隨著社會(huì)發(fā)展，人們對(duì)織物手感要求的不斷提高，在紡織行業(yè)的染整加工中， 柔軟處理已成為提高產(chǎn)品質(zhì)量和附加價(jià)值的重要工序。 對(duì)于天然纖維、棉型或中長(zhǎng)化纖混紡織物、腈綸維綸纖維混紡織物，還有最近不斷開(kāi)發(fā)的超細(xì)纖維，經(jīng)多次處理后手感都會(huì)變得粗糙，為了使其滑爽、柔軟，除了采用橡毯機(jī)械處理外，往往還用柔軟劑進(jìn)行整理。 本文介紹了織物柔軟劑的作用機(jī)理及分類(lèi)，并對(duì)柔軟劑的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了探討。

一、柔軟整理的機(jī)理

作為一種表面活性劑， 每個(gè)柔軟劑分子都含有疏水基和親水基。 疏水烷基鏈一般由16～18 個(gè)碳原子構(gòu)成，直鏈越多柔軟性越好，親水基按離子性分為陰離子、陽(yáng)離子、非離子和兩性四種。柔軟劑和纖維間的作用機(jī)理可歸納如下：

1、界面吸附

織物整理液中加入柔軟劑后， 柔軟劑會(huì)在織物表面發(fā)生定向吸附，疏水基向外整齊排列，C-C 單鍵的自由旋轉(zhuǎn)使得整齊的疏水烷基鏈之間能夠互相滑動(dòng)， 降低界面張力的同時(shí)減少了纖維的摩擦系數(shù)，使纖維之間或纖維與人體間的摩擦阻力減小，從而獲得蓬松、柔軟的手感。

2、化學(xué)結(jié)合

當(dāng)柔軟劑分子中含有能和纖維分子中羥基反應(yīng)的基團(tuán)時(shí)，如羥甲基、環(huán)氧基、氨基、甲氧基等，柔軟劑和纖維分子間發(fā)生共價(jià)鍵合，提高織物表面柔軟性的同時(shí)也大大提高了耐洗性。

3、物理堆積

有些柔軟劑分子對(duì)纖維缺乏吸附和化學(xué)結(jié)合的性能， 但能在纖維表面靠物理作用堆積成一層透氣的連續(xù)性樹(shù)脂薄膜，降低界面張力的作用雖較小，但有減少纖維摩擦系數(shù)的作用，如一些非表面活性物質(zhì)和聚乙烯乳液、硬脂酸和石蠟的乳液等。

二、柔軟劑的分類(lèi)

柔軟劑一般為混合物，目前使用的柔軟劑大致分為四類(lèi)：非表面活性劑類(lèi)、表面活性劑類(lèi)、反應(yīng)型及高分子聚合物乳液型。

1、非表面活性劑類(lèi)

早期，人們以天然油脂、石蠟、礦物油為原料，在乳化劑的作用下配制成乳液，用作紡織油劑和柔軟整理劑；后來(lái)，利用脂肪酸和胺類(lèi)中和成穩(wěn)定的胺鹽， 這種具有肥皂性質(zhì)的金屬鹽有良好的乳化性，能夠增進(jìn)織物手感柔軟。 如三乙醇胺油酸皂用于毛紡織物的縮絨工藝，可制得手感柔軟、光澤度好的毛織物。

目前，該類(lèi)柔軟劑使用最多的就是有機(jī)硅化合物。 硅油本身并不能做柔軟劑，還會(huì)在織物上產(chǎn)生油點(diǎn)或油斑，但在乳化劑作用下制成硅油乳液后就表現(xiàn)出很好的柔軟作用了。 其作用機(jī)理是有機(jī)硅樹(shù)脂的甲基定向排列和Si-O 鍵的自由旋轉(zhuǎn)，從而使界面張力降低。 有機(jī)硅化合物共經(jīng)歷了三個(gè)階段，分別為硅油乳液階段、有機(jī)硅羥乳階段以及在硅油結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上導(dǎo)入氨基、羧基、聚醚基、環(huán)氧基等的改性有機(jī)硅階段，被整理織物具有很好的柔軟性、回彈性和懸垂性。 但價(jià)格相對(duì)較高，吸濕性不太理想，其乳狀液形態(tài)又無(wú)形增加了運(yùn)輸費(fèi)用。

2、表面活性劑類(lèi)

目前市面上大部分柔軟劑都屬于此類(lèi)， 表面活性劑類(lèi)柔軟劑按離子性可分為陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型和兩性型柔軟劑四大類(lèi)。 陰離子和非離子型柔軟劑主要用于纖維素纖維，陽(yáng)離子型柔軟劑既適用于纖維素纖維，也適用于合成纖維，是應(yīng)用較廣的一類(lèi)。

2.1 陰離子型柔軟劑

陰離子型柔軟劑應(yīng)用較早，如蓖麻油硫酸化物、脂肪酸硫酸化物、磺化琥珀酸酯等。 因離子性相克理論，帶負(fù)電荷的纖維表面不易吸附陰離子型柔軟劑，但使用過(guò)程中易清洗除去，所以有些品種適于作紡織油劑中的柔軟組分。 丁軍委等學(xué)者[1]曾用濃硫酸磺化蓖麻油酸，先制得磺化蓖麻油酸，再進(jìn)行洗滌加堿中和得到蓖麻油磺酸鈉，其溶解性好，能使織物產(chǎn)生柔軟平滑效果，還可與肥皂合用。

2.2 陽(yáng)離子型柔軟劑

陽(yáng)離子型柔軟劑與纖維的結(jié)合能力強(qiáng)，耐洗滌，所整理織物手感滑爽豐滿，具有一定的抗靜電性，能改進(jìn)織物的耐磨蝕度和扯裂強(qiáng)度，缺點(diǎn)是易泛黃，對(duì)熒光增白劑有抑制作用，不能和陰離子型表面活性劑復(fù)配使用，并對(duì)皮膚有一定刺激。 陽(yáng)離子型柔軟劑主要有叔胺鹽和季銨鹽兩大類(lèi)。

2.2.1 叔胺鹽類(lèi)

叔胺鹽又稱(chēng)假陽(yáng)離子鹽，它的離子性隨介質(zhì)PH 值的不同而不同，在酸性介質(zhì)中呈弱陽(yáng)離子性，在中性和堿性介質(zhì)中呈非離子性。 因此叔胺鹽與纖維的結(jié)合力相對(duì)較差，洗滌過(guò)程中容易脫落。 但在織物后整理中，叔胺鹽類(lèi)柔軟劑可與陰離子整理劑復(fù)配使用。

2.2.2 季銨鹽類(lèi)

季銨鹽在任何介質(zhì)中都呈陽(yáng)離子性。 勿需高溫?zé)崽幚恚┘虞^低量就可以獲得理想手感， 并能有效改善織物的耐磨性能和撕破強(qiáng)力。 縱觀季銨鹽發(fā)展史，首先是疏水鏈由單長(zhǎng)碳烷基進(jìn)展到雙長(zhǎng)碳烷基， 織物柔軟性得到提高且在一定程度上改善了黃變現(xiàn)象；接著由脂肪酰胺代替脂肪基，進(jìn)一步提高了柔軟劑的耐熱性；烷氧基的引入，使柔軟劑在水中穩(wěn)定分散性得到改善；以脂肪酸和多乙烯多胺環(huán)化成咪唑啉季銨鹽，應(yīng)用于織物后，增強(qiáng)了抗靜電性和再潤(rùn)濕性； 近幾年新開(kāi)發(fā)的雙長(zhǎng)鏈酯基季胺鹽由于其易生物降解性被美譽(yù)為綠色柔軟劑， 如硬脂酸三乙醇胺酯季銨鹽目前備受青睞，它是一種單、雙、三酯的混合物，其中雙酯季銨鹽的柔軟效果最好， 三酯則因空間位阻太大會(huì)影響產(chǎn)品水溶性。 姜貞貞[2]等學(xué)者合成的2，3-二（硬脂酰氧基）-丙基三甲基胺季銨鹽， 既環(huán)保又彌補(bǔ)了硬脂酸三乙醇胺酯季銨鹽中三酯的弊端。

2.3 非離子型柔軟劑

非離子型柔軟劑主要應(yīng)用于纖維素纖維的后整理， 對(duì)合成纖維幾乎沒(méi)有作用。 雖然它們對(duì)纖維的吸附性較差，耐久性低，但與陰離子型或陽(yáng)離子型柔軟劑相容性好， 適合與其他整理劑復(fù)配使用。目前以季戊四醇類(lèi)和失水山梨醇類(lèi)應(yīng)用較多。李杰等[3]報(bào)道了季戊四醇四脂肪酸酯的合成和應(yīng)用，得出不同原料和催化劑對(duì)產(chǎn)品性能的影響，由于季碳原子的特殊結(jié)構(gòu)，使得β 位上沒(méi)有氫原子與羥基氧形成六原子的共振結(jié)構(gòu)環(huán)， 酯結(jié)構(gòu)很難被破壞，所以季戊四醇脂肪酸酯表現(xiàn)出很好的熱穩(wěn)定性，可應(yīng)用于多種助劑領(lǐng)域；胡松霞[4]探討了十種催化劑對(duì)失水山梨醇單油酸酯合成的影響，并對(duì)山梨醇的醚化、與油酸的酯化工藝進(jìn)行了研究，得出失水山梨醇單油酸酯合成的最佳工藝條件。

2.4 兩性型柔軟劑

兩性型柔軟劑一般是烷基胺內(nèi)酯型結(jié)構(gòu)， 它彌補(bǔ)了陽(yáng)離子型柔軟劑的缺點(diǎn)，不泛黃、也不會(huì)抑制熒光增白劑等，對(duì)環(huán)境介質(zhì)沒(méi)有要求，故常和陽(yáng)離子型柔軟劑復(fù)配使用，但價(jià)格較貴。 常見(jiàn)的有氨基酸型、咪唑啉型和甜菜堿型。 徐亮[5]等介紹了氨基酸型兩性表面活性劑的多種合成方法，工藝條件成熟，產(chǎn)品溫和低毒、易生物降解，可廣泛應(yīng)用于助劑和皮革行業(yè)中。

3、反應(yīng)型柔軟劑

反應(yīng)型柔軟劑是指在分子中含有能與纖維素纖維上羥基直接共價(jià)結(jié)合成酯鍵或醚鍵的柔軟劑，也稱(chēng)為活性柔軟劑，耐洗耐磨性好。 使用過(guò)程中需經(jīng)一定條件的高溫烘焙處理以促進(jìn)柔軟劑與纖維之間的化學(xué)反應(yīng)。 性質(zhì)比較活潑，盡量隨配隨用。 反應(yīng)型柔軟劑可歸納為以下幾類(lèi)：

3.1 酸酐類(lèi)衍生物

由兩分子脂肪酸脫水生成的酸酐化合物， 和纖維上羥基反應(yīng)生成酯鍵結(jié)合。

3.2 烯酮類(lèi)衍生物

2.1 3組麻醉蘇醒時(shí)間比較 A組、B組、C組麻醉蘇醒的平均時(shí)間分別為(7.60±2.51)min、(7.75±2.50)min及(8.98±2.53)min。A、B兩組的麻醉蘇醒時(shí)間明顯短于C組(F=3.6300，P=0.029 5；tAB=-0.3775,PAB>0.05；tAC=3.4726,PAC<0.05；tBC=3.0951，PBC<0.05)。

一分子的脂肪酸本身脫水生成的烯酮化合物， 和纖維上羥基反應(yīng)生成酯鍵結(jié)合，處理后織物具有耐久的柔軟和防水效果。

3.3 乙烯亞胺類(lèi)衍生物

用此類(lèi)化合物整理的織物柔軟效果及耐久性好， 廣泛應(yīng)用于棉、麻、錦綸、羊毛、粘膠、絲綢及合成纖維等，可單獨(dú)使用或與樹(shù)脂整理劑合用，是柔軟劑中很重要的品種，但由于乙烯亞胺類(lèi)化合物有一定的致癌性，其使用受到限制。

3.4 吡啶季銨鹽類(lèi)衍生物

典型的吡啶季銨鹽類(lèi)柔軟劑兼防水劑是硬脂酰胺亞甲基吡啶氯化物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

分子中的活性基團(tuán)能與纖維素分子上羥基或蛋白質(zhì)上氨基發(fā)生化學(xué)鍵和，牢固固定在纖維分子上，具有持久防水性和柔軟性。

4、高分子聚合物乳液型

聚乙烯樹(shù)脂乳液也稱(chēng)PE 乳液，是一種與樹(shù)脂整理劑配套使用的柔軟劑，可廣泛應(yīng)用于各種棉、麻、纖維織物上，顯著的柔軟效果使其在國(guó)外備受青睞。 若將聚乙烯先氧化處理，在原分子結(jié)構(gòu)上引入羧基，則能增加親水性及平滑效果。 氧化聚乙烯可根據(jù)需要使用不同類(lèi)型乳化劑進(jìn)行乳化， 陰離子型乳化容易但穩(wěn)定性不夠好，陽(yáng)離子型平滑效果好但耐熱性差，非離子型乳化相對(duì)較難但產(chǎn)品穩(wěn)定性好且黃變低，可根據(jù)具體需要適當(dāng)選擇。

4.2 聚酯系

聚酯樹(shù)脂一般由羧酸和二元醇酯化聚合而得，是聚酯-聚醚型嵌段共聚物。 不同羧酸和二元醇形成聚酯的性能也不同，可根據(jù)使用時(shí)的具體要求選取合適的羧酸。 在高溫下聚酯可與聚酯纖維形成共晶，經(jīng)處理過(guò)的聚酯纖維耐污、抗靜電、具有很好的柔軟性、回彈性、懸垂性和耐洗性。

4.3 聚氨酯

聚氨酯一般是預(yù)聚合型的水溶性樹(shù)脂， 以封端劑封閉的異氰酸基在加熱時(shí)會(huì)釋放出來(lái)，在纖維和紗線表面再生而樹(shù)脂化，形成薄膜，從而減少界面張力。 和氨基變性有機(jī)硅并用時(shí)，可獲得超柔軟又富有網(wǎng)彈性的手感。

三、柔軟劑的發(fā)展方向

為了人類(lèi)和地球的和諧發(fā)展，開(kāi)發(fā)健康、環(huán)保、耐久性、多效性的新型柔軟整理劑已成為當(dāng)務(wù)之急。

1、開(kāi)發(fā)環(huán)保型柔軟劑

《環(huán)境保護(hù)法》和ISO14000 的頒發(fā)和實(shí)施，環(huán)保問(wèn)題的日益突出，迫使柔軟劑必須向著綠色化學(xué)的方向延伸。 首先要使用綠色原料，盡量采用無(wú)毒無(wú)害的可再生資源，如柔軟劑生產(chǎn)中常用的原料羥乙基乙二胺（AEEA），由于其對(duì)生殖系統(tǒng)和嬰兒有副作用，近來(lái)已被禁用，急需尋找一種環(huán)保型原料予以替代；在合成過(guò)程中，使用高效催化劑代替高熱能的損耗，在技術(shù)可行的情況下反應(yīng)條件要盡量溫和；產(chǎn)品應(yīng)易生物降解，對(duì)人體無(wú)傷害。 近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的硬脂酸三乙醇胺酯季銨鹽、 咪唑啉型季銨鹽及卵磷脂型季銨鹽，都是新一代環(huán)保型柔軟劑的代表。

2、開(kāi)發(fā)復(fù)配技術(shù)

根據(jù)協(xié)同作用原理， 將兩種或兩種以上的織物整理劑進(jìn)行復(fù)配，獲得比單組分性能更優(yōu)異的新型整理劑，這也是新型柔軟劑開(kāi)發(fā)的方向之一。 如弱陽(yáng)離子柔軟劑和陰離子粘合劑的復(fù)配、非離子和陽(yáng)離子、陰離子整理劑的復(fù)配，按照客戶需要配制性能更優(yōu)、功能更多的新型整理劑。 目前市面上已有部分柔軟吸水、柔軟滑爽、柔軟回彈、超柔軟多功能整理劑的銷(xiāo)售。

3、開(kāi)發(fā)耐久型柔軟劑

在健康環(huán)保的基礎(chǔ)上， 提高織物的耐洗性和柔軟持久性也成為當(dāng)今紡織助劑行業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)的方向。 根據(jù)柔軟機(jī)理，可從柔軟劑分子結(jié)構(gòu)上進(jìn)行調(diào)整，如改變聚酯、聚醚的比例；在原柔軟劑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上引入另一種柔軟劑的功能基團(tuán)等， 從而獲得高耐洗性的新型柔軟劑。

4、開(kāi)發(fā)雙子表面活性劑

兩個(gè)傳統(tǒng)的表面活性劑分子通過(guò)特殊的連接基團(tuán)， 以化學(xué)鍵方式連接成一種新型表面活性劑，即雙子表面活性劑[6]。 此方法可直觀化為化學(xué)鍵和型的復(fù)配技術(shù)。 雙子表面活性劑具有較高的表面活性、良好的協(xié)同效應(yīng)、較好的生物相容性。 將柔軟劑分子和其他表面活性劑分子鍵連成雙子表面活性劑， 則可在提高柔軟效果的同時(shí)賦予織物其他特性。

5、微乳化技術(shù)

目前微乳化技術(shù)在有機(jī)硅柔軟劑中應(yīng)用較多。 乳化后的柔軟劑在應(yīng)用時(shí)自身不會(huì)發(fā)生交聯(lián)， 且有利于向纖維內(nèi)的滲入和包裹，整理后的織物穩(wěn)定性高，白度好，柔軟效果明顯提高。 以此理論為基礎(chǔ)，將微乳化技術(shù)進(jìn)行推廣，觸類(lèi)旁通以得到高性能的柔軟劑。

[1] 丁軍委,周海棠,鞏慧慧等.蓖麻油磺酸鈉的制備[J].遼寧化工,2010,39(10)∶1014-1016.

[2]姜貞貞,李秋小,耿濤.雙酯柔軟劑2，3-二（硬脂酰氧基）-丙基三甲基胺季銨鹽的合成[J].精細(xì)化工,2010,27(1)∶80-88.

[3]李杰,白向革.季戊四醇四脂肪酸酯的合成工藝及應(yīng)用研究[J].塑料助劑,2003,5∶21-24.

[4] 胡松霞. 失水山梨醇單油酸酯的合成及其乳化力的研究[碩士學(xué)位論文],南京,南京理工大學(xué),2004.

[5]徐亮,郭義,楊建洲.氨基酸型兩性表面活性劑的合成及其在皮革工業(yè)中的應(yīng)用[J].皮化材料,2006(4)∶33-36.

[6]耿向飛,胡星琪,羅麗娟.新型季銨鹽雙子表面活性劑12-PZ-12 的合成及性能研究[J].應(yīng)用化工,2011,40(10)∶1771-1778.