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        醇醚羧酸AEC-9H在紡織上的應(yīng)用性能研究

        2022-02-22 07:27:40張碧蓮李萬鋒
        紡織報(bào)告 2022年2期

        杜 穎,張 凱,張碧蓮,李萬鋒

        (南京古田化工有限公司,江蘇 南京 210000)

        醇醚羧酸鹽AEC因結(jié)構(gòu)中嵌入EO鏈而具有陰、非離子表面活性劑的特點(diǎn),可在廣泛pH下使用,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)式為R-(OCH2CH2)nOCH2COOX(H)。醇醚羧酸鹽的合成方法目前主要有3種:羧甲基化法、氮氧自由基催化氧化法及貴金屬催化氧化法。AEC具有良好的去污性、發(fā)泡性、耐硬水和強(qiáng)電解質(zhì)性、配伍性等,可應(yīng)用于工業(yè)清洗、采油、金屬加工、日化、紡織等領(lǐng)域。

        AEC-9Na的分子結(jié)構(gòu)表達(dá)式為R-(OCH2CH2)nOCH2COONa[1-2],因具有良好的生物降解性、溫和性、發(fā)泡性和清洗性能,可用于化妝品及個(gè)人護(hù)理用品中。

        AEC-9H在紡織上的具體應(yīng)用鮮少有人研究,本研究主要測(cè)試AEC-9H的穩(wěn)定性及其與多種硅油乳液復(fù)配的耐熱、耐堿、耐陰離子、耐電解質(zhì)的穩(wěn)定性以及乳化氨基硅油的可行性等,為紡織行業(yè)的配方開發(fā)提供參考。

        1 試驗(yàn)

        1.1 材料

        純棉針織布(細(xì)度為18 tex,克重為105 g/m2);純棉梭織布[20 S×10 S,70根/in×42根/in(1 in=2.54 cm),帆布];純棉梭織細(xì)平布(30 S×36 S,72根/in×69根/in)。

        1.2 藥品

        AEC-9H(中輕日化);氨基硅油OFX-8040、氨基硅油OFX-8468、MEM-8031、2A1(陶氏化學(xué));嵌段硅油SRS;異構(gòu)醇聚氧乙烯醚1307(浙江科峰);AEO7(日本花王);TDA9(索爾維);氫氧化鈉(AR,國藥集團(tuán));無水元明粉(AR,國藥集團(tuán));冰乙酸(AR,南京化學(xué)試劑有限公司)?;瘜W(xué)藥品的基本性能如表1所示。

        表1 化學(xué)藥品的基本性能

        1.3 儀器

        梅特勒ME精密天平(南京科翔儀器設(shè)備有限公司);紅外線高溫打樣機(jī)、電熱鼓風(fēng)干燥箱、軋車 (上海朗高紡織設(shè)備有限公司);高速分散機(jī)(上?,F(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)股份有限公司);白度計(jì)(溫州大榮紡織);萬用電爐。

        2 AEC-9H的性能

        2.1 穩(wěn)定性測(cè)試

        分別測(cè)試AEC-9H在紡織加工中遇到強(qiáng)堿、陰離子和無機(jī)鹽時(shí)的穩(wěn)定性。

        2.1.1 耐堿穩(wěn)定性

        堿(NaOH)的質(zhì)量濃度為120~240 g/L,AEC-9H的添加量為1.0%,考察其穩(wěn)定性。結(jié)果顯示:AEC-9H在120、160、200、240 g/L堿質(zhì)量濃度下都具有良好的穩(wěn)定性??梢?,AEC-9H具有優(yōu)異的耐堿性能,可用于棉布的預(yù)處理、絲光等耐堿工藝中。

        2.1.2 耐陰離子

        在體系中,AEC-9H的添加量為6.0%,2A1為12.0%,其余部分全為水。經(jīng)一周觀察,溶液穩(wěn)定、透明,可見AEC-9H有較好的耐陰離子性。

        2.1.3 耐鹽

        在體系中,AEC-9H的添加量為1.0%,無水硫酸鈉為5.0%,其余部分全為水。經(jīng)一周觀察,溶液穩(wěn)定、透明,可見AEC-9H有較好的耐鹽穩(wěn)定性。

        2.2 精練性能

        純棉梭織布(20 S×10 S,帆布)10.00 g,整理劑用量為0.5%,浴比為1∶10,氫氧化鈉用量為15 g/L。

        設(shè)備為紅外線高溫打樣機(jī)。

        工藝參數(shù):100 ℃,50 min。

        2.2.1 工藝曲線

        精練的工藝曲線如圖1所示。

        圖1 精練的工藝曲線

        2.2.2 白度和毛效

        白度和毛效如圖2所示。

        圖2 白度和毛效

        未經(jīng)整理的織物白度為54.9,毛效為0。

        由圖2可看出,AEC-9H與非離子表面活性劑TDA9和AEO7相比,在精練后的純棉梭織布上具有較好的白度和毛效,可作為精練劑使用;結(jié)合其優(yōu)秀的耐堿性,亦可作為耐堿精練劑組分。

        2.3 和非離子表面活性劑復(fù)配的耐堿性

        單獨(dú)的AEO7可耐質(zhì)量濃度為80 g/L的堿,加入等量的AEC-9H復(fù)配后,總體的耐堿量可提升至100 g/L,可見,AEC-9H的加入可直接提高非離子表面活性劑AEO7的耐堿性能。

        2.4 硅油穩(wěn)定性測(cè)試

        2.4.1 硅油乳液的制備

        乳化設(shè)備為高速分散機(jī)。

        30.0% OFX-8468乳液的配方:乳化劑1307用量為10.0%,硅油OFX-8468用量為20.0%,冰乙酸用量為硅油的3.0%,補(bǔ)齊水至總量,得到無色透明的穩(wěn)定乳液。

        40.0% SRS乳液的配方:硅油SRS用量為40.0%,冰乙酸用量為硅油的2.0%,補(bǔ)齊水至總量,得到淺黃色透明的穩(wěn)定乳液。

        2.4.2 硅油乳液穩(wěn)定性測(cè)試

        分別測(cè)試硅油乳液中加入和不加入AEC-9H的耐熱、耐堿、耐電解質(zhì)、耐陰離子穩(wěn)定性。

        (1)硅油乳液耐熱穩(wěn)定性。配方如表2所示。將表2配方分別置于電爐上加熱,記錄分層漂油時(shí)的溫度。

        配方A'加熱至74 ℃時(shí)出現(xiàn)混濁,84 ℃時(shí)漂油、粘燒杯壁且不可逆;配方B′測(cè)試液有密集小顆粒分布,除了超聲波不能去除,其余配方加熱至100 ℃均穩(wěn)定。

        可見,添加AEC-9H后,對(duì)30.0% 8468乳液和40.0% SRS乳液均有影響,可能是乳液中的離子沖突所致,對(duì)非離子型/氨基乳液MEM-8031無影響。

        (2)硅油乳液耐堿穩(wěn)定性。配方同表2。將每個(gè)配方的pH分別調(diào)至11~12,室溫下靜置觀察,記錄出現(xiàn)凝聚物或分層的時(shí)間,若時(shí)間接近,pH降至10再試。

        配方A出現(xiàn)混濁,1 h后下層有凝聚物沉淀;配方A'清澈,pH為12~13時(shí),溶液仍清澈,1 h后略有混濁,無凝聚物產(chǎn)生,將配方A'中AEC-9H用量減半進(jìn)行耐堿測(cè)試,仍是穩(wěn)定的。經(jīng)一夜靜置觀察,配方B外觀混濁較重,下層有沉淀物;配方B′在pH為12~13時(shí),外觀略混濁,但呈均相,體系有密集小顆粒存在。配方C、配方C'經(jīng)48 h觀察,外觀均正常。

        AEC-9H可明顯提高30.0% 8468乳液和MEM-8031的耐堿穩(wěn)定性,體系在pH為12~13時(shí)仍能保持長時(shí)間的穩(wěn)定,但加入嵌段硅油會(huì)有大量小顆粒物漂浮,不適合提升嵌段硅油的耐堿穩(wěn)定性。

        (3)硅油乳液耐電解質(zhì)穩(wěn)定性。表2測(cè)試液配方分別添加無水元明粉1.00 g,室溫下靜置觀察,記錄出現(xiàn)凝聚物或分層的時(shí)間。

        靜置一夜觀察,配方A、A'、C、C'外觀均正常,配方B、B′中添加AEC-9H沒有提升穩(wěn)定性,體系均渾濁。

        從應(yīng)用角度設(shè)定電解質(zhì)質(zhì)量濃度為10 g/L,加或不加AEC-9H,對(duì)乳液穩(wěn)定性均無影響。

        (4)硅油乳液耐陰離子穩(wěn)定性。表2測(cè)試液配方分別添加0.50 g化學(xué)藥品6100,室溫下靜置觀察,記錄出現(xiàn)凝聚物或分層的時(shí)間。

        表2 硅油乳液的耐熱穩(wěn)定性配方

        靜置一夜后觀察,配方A、A'、C、C'外觀均正常,配方B、B′中出現(xiàn)凝聚物。

        從應(yīng)用角度設(shè)定陰離子添加質(zhì)量濃度為5 g/L,加或不加AEC-9H,對(duì)乳液穩(wěn)定性均無影響。

        2.5 乳化性能

        氨基硅油可賦予紡織品柔軟、平滑、蓬松等手感,通常使用非離子乳化劑來乳化[3]。以氨基硅油8040為例,可以使用非離子乳化劑異構(gòu)醇聚氧乙烯醚1307,配方參考 “2.4.1” 項(xiàng)。嘗試使用具有陰、非離子特性的醇醚羧酸AEC-9H等量替代和半量替代1307,觀察乳液性能,乳液配方如下。

        1#30.0% OFX-8040乳液的配方:乳化劑1307用量為10.0%,硅油OFX-8040用量為20.0%,冰乙酸用量為硅油的3.0%,補(bǔ)齊水至總量,得到無色透明的穩(wěn)定乳液。

        2#30.0% OFX-8040乳液的配方:乳化劑AEC-9H用量為10.0%,硅油OFX-8040用量為20.0%,補(bǔ)齊水至總量,得到黃色半透明的穩(wěn)定乳液。

        3#30.0% OFX-8040乳液的配方:乳化劑AEC-9H、1307用量均為5.0%,硅油OFX-8040用量為20.0%,補(bǔ)齊水至總量,得到淺黃色透明的穩(wěn)定乳液。

        由于AEC-9H本身pH(小于3)較小,此次使用AEC-9H乳化的配方中均未加入冰乙酸。

        分別將以上3款乳液在純棉針織和純棉梭織細(xì)平布上進(jìn)行手感整理,采用二浸二軋工藝,于105 ℃下烘干后對(duì)比手感風(fēng)格。

        采用設(shè)備為軋車。

        在兩種棉織物上,軟度均為1#>3#>2#。

        使用1307作為乳化劑,手感最柔軟,加入AEC-9H后,軟度略差于單獨(dú)使用1307的乳液,但未見黃變現(xiàn)象,整體上使用AEC-9H可以提供柔軟的手感和較好的耐堿穩(wěn)定性。

        3 結(jié)論

        (1)AEC-9H具有陰離子、非離子特性,具有優(yōu)異的耐堿性,可用于紡織棉布的預(yù)處理、絲光等工藝,與非離子表面活性劑復(fù)配作為精練劑,可顯著提高毛效和配方的耐堿性。

        (2)AEC-9H可明顯提高30.0% 8468乳液和MEM-8031的耐堿穩(wěn)定性,可作為硅油穩(wěn)定劑用,不建議與嵌段硅油一起使用。

        (3)AEC-9H可乳化氨基硅油,如OFX-8040,在提升硅油乳液穩(wěn)定性的同時(shí),可賦予棉織物柔軟的手感,在紡織上具有較好的應(yīng)用前景。

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