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纺织品柔软整理剂的应用研究

唐增荣

(上海市印染技术研究所 200020)

前言

柔软整理剂在纺织品上的应用已有近半个世纪，而对柔软整理剂较为确切的定义是美国纺织专家马林森(M川inson)将柔软整理剂定义为"是一种助剂，用于纺织材料以改变手感，使产品更有舒适感"。

随着人们对纺织品质量需求越来越高，要求材质新型，穿着舒适，手感柔软川、观高雅，因此对纺织品后整理，尤其是柔软整理，越来越注重。特别是合成纤维的发展，柔软整理更显得重要，因一般合成纤维的手感都比天然纤维差，更需用柔软剂来改善。"柔软剂的品种和用量占纺织助剂之首，并都为系列产品，据我上海市印染技术研究所最近十年(1990年一1999年)所收到的国内外纺织助剂样品统计，共计920只。各种助剂所占比例如下:

从柔软剂的产品和应用发展的趋势看有以下五个特点:

1.柔软剂不仅赋予纺织物有柔软、滑爽之感，更要求有弹性，抗皱亲水，有光泽等多功能性能。

2，改变了五六十年代产品单一的乳液状，或浆状的外观，已发展为无色透明的亲水性有机硅柔软剂或有机硅微乳，以及

发展为更适宜运输和使用方便的颗粒状，片状或粉状等外观。

3.虽然已经改善了七八十年代用有机硅乳液引起的飘油，沾污织物的弊病，但是仍要求柔软剂具有良好的耐洗涤性。"

4.提出了柔软剂与其它染化料助剂的相容性更高的要求，不仅要求能与树脂整理剂、增白剂、防水剂、抗静电剂等后整

理助剂同浴使用的性能，而且最好能与染色同浴使用的柔软剂，称为同浴柔软剂。

所谓浴中柔软剂是织物在湿处理加工中(例如:精练、漂白、染色、净洗、整理等)纤维与纤维之间的接触，纤维与机械金属部件(辊筒、框架、绞盘)间在强烈的张力或压力下，织物表面产生经柳印、绳状印等条疵，或经向折痕等疵病，从而造成染色不匀或部份色疵。为了解决这个问题，需要在工作液中加入助剂，使织物在湿处理加工中起到极其柔软的性质，(即在液一固界面吸附状态下显示出平滑、柔软性)，该助剂称为浴中柔软剂。

5.采用了化学柔软整理和机械蓬松相结合的柔软整理新工艺。

一、柔软整理剂对纺织品柔软的机理

柔软整理剂赋予纺织品"手感柔软舒适"，这是一种凭手指触摸织物而

得的主观感觉。有三个实例:第一，手指在纤维间相互滑动，磨擦，手感和柔软性与纤维的动摩擦系数和静摩擦系数之间有一定的关系。第二，在洗涤织物时，要搓磨织物，在搓磨处的局部有短细毛蓬出，手感觉得柔软，说明手感与纤维的表面积有关。第三，在洗涤织物时当擦上肥皂或浸渍皂液时，手感顿觉柔软，而当清水冲洗干净后，反觉不柔软，说明要使织物柔软应阻止纱线的原纤维化。从上述三个纺织品的手感实例，我们可以对柔软剂如何使纺织品柔软得出以下三个关系。

(一)柔软与静磨擦系数μs，动磨擦系数μd之间的关系。

织物经柔软剂处理后降低纤维与纤维之间、纤维与人体之间的磨擦阻力，从而获得了较好的柔软手感，也就是在柔软整理中要求静、动磨擦系数都降低，特别是降低静磨擦系数关系更大。因为磨擦系数的降低，很大程度影响着织物的弯曲和压缩等性质。弯曲模量和压缩力的降低，影响到手感，同时当磨擦系数的降低，使织物在受到外力时纱线便于滑动，从而使应力分散，撕破强度得到提高，或者加工过程中受到强力的纤维容易回复到松弛状态，织物变得柔软。

磨擦系数与柔软性之间关系

从表中可以看出柔软剂乙其静磨擦系数μS低于柔软剂甲，故柔软剂乙的手感较柔软，滑爽。

(二)柔软与纤维的表面张力(γFA)之间的关系

纺织纤维是由线形高分子构成的比表面很大的物质，形状细而长，分子链的柔顺性很好，当织物经柔软剂整理后，纤维的表面张力γFA降低，使纤维变得容易扩展，长度伸展，表面积增大，使织物变得蓬松柔软。经研究，阳离子表面活性剂，能较强地吸附在纤维表面(因大多数纤维带负电荷)，形成吸附膜能降低纤维表面的张力γFA，并且吸附的分子、排列整齐；故除了降低γFA外，还能减小纤维的磨擦系数，因此，阳离子表面活性剂为最重要的柔软剂，当然阴离子，非离子两性表面活性剂也有能降低纤维表面的张力。有些作用较少，仅有减小磨擦作用。

(三)柔软与原纤维化(Fibrillation)之间的关系

由于织物在穿着或洗涤过程中相互磨擦，引起纤维之间氢键联结，导致织物手感粗硬，称之谓纱线原纤维化。织物经柔软剂整理后，纤维表面形成吸附层，吸附层间的润滑作用，有利于阻止原纤维化，从而改善了织物的柔软性。经研究，分子链较长的柔软剂，阻止原纤维化能力大，纤维吸附后润滑作用较好。

二、柔软整理剂对纺织品的应用选择

柔软整理剂是纺织助剂中品种最多，用量最大的助剂。目前根据国内外文献归纳，柔软整理剂按其化学结构分类，可分为表面活性剂类柔软剂和高分子聚合物类柔软剂，该二大类柔软剂应用选择分述如下:

(一)表面活性剂类柔软剂；即具有碳氢长链的分子结构，有自乳化和表面吸附性能，其整理的产品一般以柔软丰满为主，

因碳氢长链分子吸附在纤维表面，不仅能降低磨擦系数，更以阻止原纤维

化为主，使织物手感柔滑。其代表结构为C

17H

35

COO(CH

2

CH

2

O)

6

H——柔软剂

SG。

碳氢长链的分子结构对织物柔软效果的机理是；C一C单键能在保持键角109°28'的情况下可绕单键内旋转，使长链成无

规则排列的卷曲状态，形成了分子的柔曲性，其柔曲的分子吸附在纤维表面起着润滑作用，降低了纤维和纤维之间的动、静磨擦系数。

磨擦系数可作为评定纤维柔软程度的主要数据，降低静摩擦系数的柔软程度比降低动磨擦系数关系更大。下表为不同的

碳氢化合物(即疏水基碳链，与不同个数的聚氧乙烯加成的化合物所测得的静、动磨擦系数:

从上述测得的静磨擦系数和动磨擦系数的数据分析；

1．当聚氧乙烯个数相同时，聚氧乙烯脂肪酸和聚氧乙烯脂肪醇的磨擦系数相差不大，而聚氧乙烯脂肪酰胺的磨擦系数最

小，4#＜3#和5#，7#＜6#和8#，因此聚氧乙烯脂肪酰胺作为柔软剂较为理想。

2．当聚氧乙烯个数相同时，聚氧乙烯脂肪醇的碳链数越大，其磨擦系数数越小，6#＜11#＜12#，因此柔软剂一般选用疏水基碳链较长为好，良好的柔软剂，疏水基碳链都为16一18个碳原子，如有两个长烷基链则更好。

3.当聚氧乙烯个数相同时,饱和脂肪酰胺、脂肪酸和磨擦系数要比不饱和脂肪酰胺，脂肪酸磨擦系数小，7#＜13#，8#＜14#，这主要由于不饱和烷基链在水中溶解度增加，而导致纤维上的吸附量减小，因此柔软剂一般选用饱和烷基链。

4.当疏水基碳链相同时，聚氧乙烯个数越多，亲水性增大，其摩擦系数也增大。1#＜ 3#＜6#＜9#＜2#＜4#＜9#＜10#，因此作为柔软剂，选用聚氧乙烯链较短为好。

5.另外，直链状的分子结构其柔软效果较支链状分子结构为佳。

(二)高分子聚合物类柔软剂；主要包括有机硅聚合物和聚乙烯蜡，由于它们分子量都很大，一般不溶于水，故都加工为乳液，作为柔软剂。