官能团对有机硅柔软剂结构和性能的影响
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
最常见的氨基改性硅油柔软 剂是 Ｎ－ β－ 氨乙基－ γ－ 氨丙基型。这
作者简介： 单巨川（ １９８１—） ， 男， 硕士研究生。主要从事染整助剂开发与应用。
· ５６ ·
种柔软剂常以八甲基环四硅氧烷 （ Ｄ４） 、Ｎ－ β－ 氨乙基－ γ－ 氨丙基甲基 二甲氧基硅烷（ ＤＬ－ １０３） 、六甲基二 硅氧烷（ ＭＭ） 为原料， 以 ＫＯＨ 为催 化 剂 ， 二 甲 基 亚 砜 （ ＤＭＳＯ） 为 促 进 剂， 通过本体聚合制得。
氨基改性硅油因其分子链上 含有强极性的氨基， 可与纤维上 的 羟 基 、羧 基 等 基 团 相 互 作 用 ， 排 列比较整齐， 具有很好的取向性 和吸附性［４］， 使纤维之间的摩擦系 数下降， 从而达到良好的柔软效 果 ， 有 “超 柔 软 ”之 美 称 ， 广 泛 应 用 于 棉 、麻 、毛 、丝 等 天 然 纤 维 和 涤 纶 、锦 纶 、丙 纶 等 合 成 纤 维 的 柔 软 整理。然而， 氨基改性硅油在使用 过程中存在以下几个问题：
ｃ． 氨基的引入影响亲水性。 氨基改性硅油分子链中由于氨基 的存在， 使产品的亲水性降低， 因 此整理后织物的吸湿、导湿性下 降， 服用性能下降。
氨 基 硅 油 通 常 以 氨 值 、黏 度 和 反应性 ３ 个参数表征其分子结构［６］。 氨值越大， 氨基硅油上氨基数量越 多， 分布越均匀， 与织物的结合力 越大， 因此硅油在织物上的排列更 加规整， 织物柔软、平滑性更好。但 是 由 于 伯 、仲 氨 基 在 光 、热 的 条 件 下， 容易发生氧化反应泛黄， 所以 氨值不宜过大， 一般在 ０．３￣０．６ 之 间。通常黏度随分子量的增大而增 大， 黏度越大， 氨基硅油在织物上 成膜的效果越好， 平滑性越好， 但 是黏度过大不仅会阻碍硅油渗透 到织物内部， 而且使氨基硅油乳化 困难， 乳液稳定性变差。反应性是 指硅油中是否含有可以自交联的 活 性 基 团 （ 如 羟 基 、甲 氧 基 ） ， 活 性 基团越多， 反应性越强， 整理后织 物的弹性越好。 １．２ 环氧改性硅油柔软剂
ａ． 易氧化泛黄。氨基硅油中 的 伯 、仲 氨 基 在 受 热 或 紫 外 线 照 射 作用下极易被氧化， 尤其是占市售 氨 基 硅 油 产 品 ７０％ 的 双 氨 型 （ β－ 氨乙基－ γ－ 氨丙基） 硅油因侧链 γ 位置上氨丙基具有协同作用［４－ ５］， 加
２００８ 年 ６ 月
针织工业
Ｎｏ．６
Ｎｏ．６
针织工业
２００８ 年 ６ 月
官能团对有机硅柔软剂结构和性能的影响
单巨川 １， 郑庆康 １， 曾凡超 ２
（ １． 四川大学 轻纺与食品学院， 四川 成都 ６１００６５； ２． 成都宏程超凡实业有限公司， 四川 成都 ６１００４１）
摘要： 综述了不同官能团改性有机硅柔软剂的结构、性能及应用特点， 单官能团有机硅柔软剂由于
速了伯氨基的氧化分解速率， 导致 整理后的织物泛黄现象更加严重。
ｂ． 氨基分布均匀性。如果氨 基在聚硅氧烷主链上分布不均 匀， 在使用过程中， 不含有氨基的 聚硅氧烷链段因不能与纤维牢固 结合而容易发生分子团聚， 导致 粘 辊 、漂 油 等 弊 病 ， 不 仅 造 成 清 洗 困难， 生产效率下降， 而且还会影 响整理织物的效果， 严重时会导 致织物回修或报废。
环氧改性硅油通常用环氧值、 黏度和反应性 ３ 个参数来表征其 分子结构。环氧值为 １００ ｇ 的改性 硅油中含有环氧基团的摩尔数， 即 表示环氧基的含量。环氧值越大， 所含环氧基的数目越多， 改性后织 物 的 光 滑 度 和 手 感 越 好 。黏 度 是 表 征环氧改性硅油分子量的一个特 征参数， 改性硅油的黏度一般在 ５０～１００ ０００ ｍｍ２ ／ｓ（ ２５ ℃） ［８］。反应 性是指环氧改性硅油末端基团的 活性。具有反应性的环氧改性硅 油可以发生自交联， 使得整理后 织 物 的 成 膜 性 、耐 久 性 更 加 优 良 。 另外， 环氧基还可以和其他基团 再改性， 弥补自身的缺点。 １．３ 聚醚改性硅油柔软剂
采用添加硅烷偶联剂法改性 硅油， 其效果也十分显著。常用新 型氨基偶联剂如下：
ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ ＯＣＨ３） ２
ＣＨ３
Ｎ－ γ－ 环己基氨丙基甲基二 甲 氧 基 硅烷
ＨＮ
Ｎ ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ ＯＣＨ３） ２
ＣＨ３
γ－ 吗啉基丙基甲基二甲氧基硅烷
Ｏ
Ｎ ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ ＯＣＨ３） ２
典型的环氧硅油的结构式为：
ＣＨ３ ＣＨ３
ＣＨ３
ＣＨ３
Ｈ３Ｃ ＳｉＯ （ ＳｉＯ ） ｍ（ ＳｉＯ ） ｎ（ Ｓｉ ） ＣＨ３
ＣＨ３ ＣＨ３
ＣＨ３
（ ＣＨ２ ） ｘ
Ｏ ＣＨ２ＣＨ ＣＨ２ Ｏ
或者
ＣＨ３ ＣＨ３ ＣＨ３ ＣＨ３
Ｈ３Ｃ ＳｉＯ （ ＳｉＯ ） ｍ（ ＳｉＯ ） ｎ（ Ｓｉ ） ＣＨ３
ＣＨ３ ＣＨ３
ＣＨ２
ＣＨ３
ＣＨ２ Ｏ
从结构式中可以看出， 此类硅 油分子中含有可以和纤维上的羟 基 、羧 基 和 氨 基 反 应 并 形 成 共 价 键 的活性基团， 从而提高了它在整理 织物表面的耐水洗性和对无机盐 的稳定性， 同时又克服了氨基硅油 高温泛黄的问题， 赋予织物柔软、 平 滑 和 膨 松 的 特 点 ［ ７］ 。但 是 由 于 疏 水性环氧基的引入， 使其乳化困 难， 乳液颗粒变大， 且不稳定， 常常 出现漂油和破乳现象， 并使整理织 物的亲水性降低。因此， 单官能团 环氧改性硅油除用于白色或浅色 织物的柔软整理外， 很少用作其他 织物的柔软整理。
低， 处理效果仍然不佳； 从 ２０ 世纪 ７０ 年 代 末 至 今 ， 所 有 改 性 硅 油 均 称为第三代有机硅柔软剂， 按照 官能团种类可分为单官能团改性 硅油和多官能团改性硅油。本文 着重介绍不同官能团改性硅油的 结构、性质及其对整理织物风格 的影响， 并对今后有机硅柔软剂 的研究和发展方向予以展望。 １ 单官能团改性有机硅柔软剂
果。因此使用时应该将温度控制 在浊点以下。 ２ 多官能团有机硅柔软剂
因为官能团的性质不同导致
单官能团有机硅柔软剂只能满足
织物整理的某一方面或某些方面
的要求， 所以要想得到较好的综 合整理效果， 研究与开发多官能 团有机硅柔软剂是必需的。
· ５７ ·
Ｎｏ．６
针织工业
２００８ 年 ６ 月
２．１ 改性氨基硅油柔软剂 氨基改性硅油的最大缺点是
２０ 世 纪 ７０ 年 代 末 期 ， 改 性 有 机硅柔软剂开创了纺织品柔软整 理的新局面， 把有机硅柔软剂的 研究开发推向了更高阶段。相继 开 发 了 氨 基 、环 氧 、聚 醚 、羧 基 、醇 基 、酚 基 、巯 基 、多 羟 基 改 性 硅 油 ， 改性氨基硅油及其混合改性硅油， 如聚醚－ 氨基改性硅油、聚醚－ 环 氧改性硅油等， 其中以氨基类硅 油居多。 １．１ 氨基改性硅油柔软剂
ＣＨ３
γ－ 吗啉基丙基甲基二甲氧基硅烷
相对值
Ｈ３Ｃ ＣＨ３
ＨＮ
Ｏ ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ ＯＣＨ３） ２
Ｈ３Ｃ ＣＨ３
ＣＨ３
γ－ ２， ２， ６， ６－ 四 甲 基 － ４－ 羟 基 哌 啶
丙基甲基二甲氧基硅烷
环氧改性氨基硅油即通过环
氧基和氨基反应， 减少氨基上的
活泼氢原子达到抗黄变的效果。
此反应在室温下即可进行， 且无
一般来说， 非离子型表面活性 剂水溶液在升温过程中都有浊点
温度， 聚醚改性硅油也不例外。温 度较低时， 聚醚链段中的氧原子 与水形成了氢键， 使整个硅油大 分 子 稳 定 地 存 在 于 水 中 ［１１］ ； 随 着 温度升高， 分子间的热运动加剧， 聚醚与水形成氢键的稳定性减
ห้องสมุดไป่ตู้
弱； 当温度继续升高达到浊点温 度后， 氢键最终被破坏， 聚醚硅油 乳液就会变浑浊而影响整理效
官能团的性质不同导致其只能满足织物整理某一方面的要求， 而多官能团有机硅柔软剂可以针对单官
能团有机硅柔软剂的不足进行改性， 解决黄变、亲水性等问题。最后， 对有机硅柔软剂的发展方向进行了
展望。
关键词： 柔软剂； 改性； 氨基硅油； 聚醚硅油
中图分类号： ＴＳ １９５．２＋３
文献标志码： Ｃ
文章编号： １０００－ ４０３３（ ２００８） ０６－ ００５６－ ０４
常 用 的 酰 化 剂 有 乙 酸 酐 、丁 内 酯 、碳 酸 亚 乙 酯 、二 烷 基 碳 酸 酯 、 草酸二烷基酯 ［１２－ １３］ 。酰化改性要注 意的是酰化程度既不能过高也不 能过低， 当酰化程度占原有氨基 硅 油 中 氨 基 含 量 的 ３０％ ～７０％ 时 ， 这类硅油整理后织物的效果最 佳； 酰化程度过高， 会降低氨基硅 油的柔软性能； 酰化程度过低， 又 起不到抗黄变的效果。一般来说， 常用酰化剂不会对整理后织物的 机械性有太大影响。用经过酰化 的 氨 基 硅 油 处 理 织 物 ， 其 手 感 、白 度 、亲 水 性 俱 佳 ， 唯 有 用 乙 酸 酐 酰 化改性硅油整理织物后抗污性能 有 所 降 低 ［１２］ 。
有机硅材料具有柔软、润滑、 成 膜 、耐 热 、环 保 、生 理 惰 性 和 低 表 面 能 等 优 良 的 性 能 ［１－ ２］， 并 且 在 合成过程中环境污染小， 生物降 解性好， 对人体无害， 是一类性能 优良的环保型织物整理剂， 在国 外 有 人 称 其 为 “工 业 维 生 素 ”。 目 前， 纺织工业中有机硅材料主要 用 作 柔 软 剂 、润 滑 剂 、防 水 剂 、消 泡 剂 ， 也 用 于 涂 饰 剂 、防 霉 剂 和 超 细纤维上浆剂等 ［３］， 其中以柔软剂 为主。
亲水性聚醚改性硅油， 可以提 高 整 理 织 物 的 亲 水 性 、抗 静 电 性 、 柔 软 性 、滑 爽 性 及 防 污 性 等 ［９］ 。 聚 醚 结 构 中 ＥＯ 的 亲 水 性 强 ， ＰＯ 的 亲 油 性 强 ， 可 以 通 过 调 节 ＥＯ 和 ＰＯ 的比例， 达到所需要 的亲水亲 油 平 衡 值 。当 聚 醚 与 聚 硅 氧 烷 的 比 例大于 １．５ 时， 改性硅油本身就 可 以溶于水， 不需要加任何乳化剂乳 化 ； 即 使 小 于 １．５ 时 ， 也 只 需 加 入 少量乳化剂就可将其 乳 化 ［１０］。因 此， 聚醚改性硅油的乳化性能良 好 ， 在 储 存 、运 输 和 使 用 过 程 中 不 易 产 生 破 乳 、漂 油 现 象 ， 当 亲 水 性 基团所占比例较大时， 还可以自 乳化。但是亲水性和耐久性是一 对矛盾因素， 亲水性过大必将导 致整理织物的耐久性下降。
聚醚硅油一般是指侧链碳原 子上连有聚氧乙烯基、聚氧丙烯 基、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚 基的硅油， 其中以最后一种居多。 其结构式为：
ＣＨ３ ＣＨ３ ＣＨ３ ＣＨ３
Ｈ３Ｃ ＳｉＯ （ ＳｉＯ ） ｍ（ ＳｉＯ ） ｎ（ Ｓｉ ） ＣＨ３
ＣＨ３ ＣＨ３
ＣＨ３
（ ＣＨ２） ３
Ｏ （ ＥＯ ） ａ （ ＰＯ ） ｂ Ｒ ＥＯ： ＣＨ２ＣＨ２Ｏ ＰＯ： ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ
有机硅柔软剂的主链结构是 聚硅氧烷， 常温以液体形式存在， 所以聚硅氧烷又简称为硅油。有 机硅柔软剂的发展大致经历了 ３ 个 阶 段 ： ２０ 世 纪 ６０ 年 代 ， 有 机 硅 柔软剂主要是甲基硅油型， 这类 柔软剂的最大缺点是与纤维的结 合 力 差 ， 不 耐 洗 ； ２０ 世 纪 ７０ 年 代 初出现的羟基硅油被称为第二代 有机硅柔软剂， 虽然它含有能与 纤维结合的羟基， 但是结合能力
易泛黄和破乳， 通过分析其原因， 可以对其进行抗黄变改性和亲水 性改性。
在 １．１ 中已经提到， 氨基硅油 泛黄是由于氨基被氧化成黄色的 硝基或亚硝基所引起的。因此可 以通过减少氨基上活泼氢的数 目， 降低氨基的还原性， 以达到抗 黄变的效果。通常采用的方法有 酰 化 改 性 、引 入 新 的 硅 烷 偶 联 剂 、 环氧化改性、季铵化改性和加入 抗氧化剂等。
副产物产生， 经改性后的有机硅
柔软剂既有氨基硅油超柔软的优
点又有环氧改性硅油的优点。氨
基硅油的烷基率与整理后织物的
性能关系如图 １ 所示 ［８］， 相对值为
相对空白样的值。
１．０
０．８
０．６
０．４
０．２
０．０ ０ ２５ ５０ ７５ １００ 无处理
．柔软性
．耐黄变性
图 １ 烷基化百分率 ／％
作者简介： 单巨川（ １９８１—） ， 男， 硕士研究生。主要从事染整助剂开发与应用。
· ５６ ·
种柔软剂常以八甲基环四硅氧烷 （ Ｄ４） 、Ｎ－ β－ 氨乙基－ γ－ 氨丙基甲基 二甲氧基硅烷（ ＤＬ－ １０３） 、六甲基二 硅氧烷（ ＭＭ） 为原料， 以 ＫＯＨ 为催 化 剂 ， 二 甲 基 亚 砜 （ ＤＭＳＯ） 为 促 进 剂， 通过本体聚合制得。
氨基改性硅油因其分子链上 含有强极性的氨基， 可与纤维上 的 羟 基 、羧 基 等 基 团 相 互 作 用 ， 排 列比较整齐， 具有很好的取向性 和吸附性［４］， 使纤维之间的摩擦系 数下降， 从而达到良好的柔软效 果 ， 有 “超 柔 软 ”之 美 称 ， 广 泛 应 用 于 棉 、麻 、毛 、丝 等 天 然 纤 维 和 涤 纶 、锦 纶 、丙 纶 等 合 成 纤 维 的 柔 软 整理。然而， 氨基改性硅油在使用 过程中存在以下几个问题：
ｃ． 氨基的引入影响亲水性。 氨基改性硅油分子链中由于氨基 的存在， 使产品的亲水性降低， 因 此整理后织物的吸湿、导湿性下 降， 服用性能下降。
氨 基 硅 油 通 常 以 氨 值 、黏 度 和 反应性 ３ 个参数表征其分子结构［６］。 氨值越大， 氨基硅油上氨基数量越 多， 分布越均匀， 与织物的结合力 越大， 因此硅油在织物上的排列更 加规整， 织物柔软、平滑性更好。但 是 由 于 伯 、仲 氨 基 在 光 、热 的 条 件 下， 容易发生氧化反应泛黄， 所以 氨值不宜过大， 一般在 ０．３￣０．６ 之 间。通常黏度随分子量的增大而增 大， 黏度越大， 氨基硅油在织物上 成膜的效果越好， 平滑性越好， 但 是黏度过大不仅会阻碍硅油渗透 到织物内部， 而且使氨基硅油乳化 困难， 乳液稳定性变差。反应性是 指硅油中是否含有可以自交联的 活 性 基 团 （ 如 羟 基 、甲 氧 基 ） ， 活 性 基团越多， 反应性越强， 整理后织 物的弹性越好。 １．２ 环氧改性硅油柔软剂
ａ． 易氧化泛黄。氨基硅油中 的 伯 、仲 氨 基 在 受 热 或 紫 外 线 照 射 作用下极易被氧化， 尤其是占市售 氨 基 硅 油 产 品 ７０％ 的 双 氨 型 （ β－ 氨乙基－ γ－ 氨丙基） 硅油因侧链 γ 位置上氨丙基具有协同作用［４－ ５］， 加
２００８ 年 ６ 月
针织工业
Ｎｏ．６
Ｎｏ．６
针织工业
２００８ 年 ６ 月
官能团对有机硅柔软剂结构和性能的影响
单巨川 １， 郑庆康 １， 曾凡超 ２
（ １． 四川大学 轻纺与食品学院， 四川 成都 ６１００６５； ２． 成都宏程超凡实业有限公司， 四川 成都 ６１００４１）
摘要： 综述了不同官能团改性有机硅柔软剂的结构、性能及应用特点， 单官能团有机硅柔软剂由于
速了伯氨基的氧化分解速率， 导致 整理后的织物泛黄现象更加严重。
ｂ． 氨基分布均匀性。如果氨 基在聚硅氧烷主链上分布不均 匀， 在使用过程中， 不含有氨基的 聚硅氧烷链段因不能与纤维牢固 结合而容易发生分子团聚， 导致 粘 辊 、漂 油 等 弊 病 ， 不 仅 造 成 清 洗 困难， 生产效率下降， 而且还会影 响整理织物的效果， 严重时会导 致织物回修或报废。
环氧改性硅油通常用环氧值、 黏度和反应性 ３ 个参数来表征其 分子结构。环氧值为 １００ ｇ 的改性 硅油中含有环氧基团的摩尔数， 即 表示环氧基的含量。环氧值越大， 所含环氧基的数目越多， 改性后织 物 的 光 滑 度 和 手 感 越 好 。黏 度 是 表 征环氧改性硅油分子量的一个特 征参数， 改性硅油的黏度一般在 ５０～１００ ０００ ｍｍ２ ／ｓ（ ２５ ℃） ［８］。反应 性是指环氧改性硅油末端基团的 活性。具有反应性的环氧改性硅 油可以发生自交联， 使得整理后 织 物 的 成 膜 性 、耐 久 性 更 加 优 良 。 另外， 环氧基还可以和其他基团 再改性， 弥补自身的缺点。 １．３ 聚醚改性硅油柔软剂
采用添加硅烷偶联剂法改性 硅油， 其效果也十分显著。常用新 型氨基偶联剂如下：
ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ ＯＣＨ３） ２
ＣＨ３
Ｎ－ γ－ 环己基氨丙基甲基二 甲 氧 基 硅烷
ＨＮ
Ｎ ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ ＯＣＨ３） ２
ＣＨ３
γ－ 吗啉基丙基甲基二甲氧基硅烷
Ｏ
Ｎ ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ ＯＣＨ３） ２
典型的环氧硅油的结构式为：
ＣＨ３ ＣＨ３
ＣＨ３
ＣＨ３
Ｈ３Ｃ ＳｉＯ （ ＳｉＯ ） ｍ（ ＳｉＯ ） ｎ（ Ｓｉ ） ＣＨ３
ＣＨ３ ＣＨ３
ＣＨ３
（ ＣＨ２ ） ｘ
Ｏ ＣＨ２ＣＨ ＣＨ２ Ｏ
或者
ＣＨ３ ＣＨ３ ＣＨ３ ＣＨ３
Ｈ３Ｃ ＳｉＯ （ ＳｉＯ ） ｍ（ ＳｉＯ ） ｎ（ Ｓｉ ） ＣＨ３
ＣＨ３ ＣＨ３
ＣＨ２
ＣＨ３
ＣＨ２ Ｏ
从结构式中可以看出， 此类硅 油分子中含有可以和纤维上的羟 基 、羧 基 和 氨 基 反 应 并 形 成 共 价 键 的活性基团， 从而提高了它在整理 织物表面的耐水洗性和对无机盐 的稳定性， 同时又克服了氨基硅油 高温泛黄的问题， 赋予织物柔软、 平 滑 和 膨 松 的 特 点 ［ ７］ 。但 是 由 于 疏 水性环氧基的引入， 使其乳化困 难， 乳液颗粒变大， 且不稳定， 常常 出现漂油和破乳现象， 并使整理织 物的亲水性降低。因此， 单官能团 环氧改性硅油除用于白色或浅色 织物的柔软整理外， 很少用作其他 织物的柔软整理。
低， 处理效果仍然不佳； 从 ２０ 世纪 ７０ 年 代 末 至 今 ， 所 有 改 性 硅 油 均 称为第三代有机硅柔软剂， 按照 官能团种类可分为单官能团改性 硅油和多官能团改性硅油。本文 着重介绍不同官能团改性硅油的 结构、性质及其对整理织物风格 的影响， 并对今后有机硅柔软剂 的研究和发展方向予以展望。 １ 单官能团改性有机硅柔软剂
果。因此使用时应该将温度控制 在浊点以下。 ２ 多官能团有机硅柔软剂
因为官能团的性质不同导致
单官能团有机硅柔软剂只能满足
织物整理的某一方面或某些方面
的要求， 所以要想得到较好的综 合整理效果， 研究与开发多官能 团有机硅柔软剂是必需的。
· ５７ ·
Ｎｏ．６
针织工业
２００８ 年 ６ 月
２．１ 改性氨基硅油柔软剂 氨基改性硅油的最大缺点是
２０ 世 纪 ７０ 年 代 末 期 ， 改 性 有 机硅柔软剂开创了纺织品柔软整 理的新局面， 把有机硅柔软剂的 研究开发推向了更高阶段。相继 开 发 了 氨 基 、环 氧 、聚 醚 、羧 基 、醇 基 、酚 基 、巯 基 、多 羟 基 改 性 硅 油 ， 改性氨基硅油及其混合改性硅油， 如聚醚－ 氨基改性硅油、聚醚－ 环 氧改性硅油等， 其中以氨基类硅 油居多。 １．１ 氨基改性硅油柔软剂
ＣＨ３
γ－ 吗啉基丙基甲基二甲氧基硅烷
相对值
Ｈ３Ｃ ＣＨ３
ＨＮ
Ｏ ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ ＯＣＨ３） ２
Ｈ３Ｃ ＣＨ３
ＣＨ３
γ－ ２， ２， ６， ６－ 四 甲 基 － ４－ 羟 基 哌 啶
丙基甲基二甲氧基硅烷
环氧改性氨基硅油即通过环
氧基和氨基反应， 减少氨基上的
活泼氢原子达到抗黄变的效果。
此反应在室温下即可进行， 且无
一般来说， 非离子型表面活性 剂水溶液在升温过程中都有浊点
温度， 聚醚改性硅油也不例外。温 度较低时， 聚醚链段中的氧原子 与水形成了氢键， 使整个硅油大 分 子 稳 定 地 存 在 于 水 中 ［１１］ ； 随 着 温度升高， 分子间的热运动加剧， 聚醚与水形成氢键的稳定性减
ห้องสมุดไป่ตู้
弱； 当温度继续升高达到浊点温 度后， 氢键最终被破坏， 聚醚硅油 乳液就会变浑浊而影响整理效
官能团的性质不同导致其只能满足织物整理某一方面的要求， 而多官能团有机硅柔软剂可以针对单官
能团有机硅柔软剂的不足进行改性， 解决黄变、亲水性等问题。最后， 对有机硅柔软剂的发展方向进行了
展望。
关键词： 柔软剂； 改性； 氨基硅油； 聚醚硅油
中图分类号： ＴＳ １９５．２＋３
文献标志码： Ｃ
文章编号： １０００－ ４０３３（ ２００８） ０６－ ００５６－ ０４
常 用 的 酰 化 剂 有 乙 酸 酐 、丁 内 酯 、碳 酸 亚 乙 酯 、二 烷 基 碳 酸 酯 、 草酸二烷基酯 ［１２－ １３］ 。酰化改性要注 意的是酰化程度既不能过高也不 能过低， 当酰化程度占原有氨基 硅 油 中 氨 基 含 量 的 ３０％ ～７０％ 时 ， 这类硅油整理后织物的效果最 佳； 酰化程度过高， 会降低氨基硅 油的柔软性能； 酰化程度过低， 又 起不到抗黄变的效果。一般来说， 常用酰化剂不会对整理后织物的 机械性有太大影响。用经过酰化 的 氨 基 硅 油 处 理 织 物 ， 其 手 感 、白 度 、亲 水 性 俱 佳 ， 唯 有 用 乙 酸 酐 酰 化改性硅油整理织物后抗污性能 有 所 降 低 ［１２］ 。
有机硅材料具有柔软、润滑、 成 膜 、耐 热 、环 保 、生 理 惰 性 和 低 表 面 能 等 优 良 的 性 能 ［１－ ２］， 并 且 在 合成过程中环境污染小， 生物降 解性好， 对人体无害， 是一类性能 优良的环保型织物整理剂， 在国 外 有 人 称 其 为 “工 业 维 生 素 ”。 目 前， 纺织工业中有机硅材料主要 用 作 柔 软 剂 、润 滑 剂 、防 水 剂 、消 泡 剂 ， 也 用 于 涂 饰 剂 、防 霉 剂 和 超 细纤维上浆剂等 ［３］， 其中以柔软剂 为主。
亲水性聚醚改性硅油， 可以提 高 整 理 织 物 的 亲 水 性 、抗 静 电 性 、 柔 软 性 、滑 爽 性 及 防 污 性 等 ［９］ 。 聚 醚 结 构 中 ＥＯ 的 亲 水 性 强 ， ＰＯ 的 亲 油 性 强 ， 可 以 通 过 调 节 ＥＯ 和 ＰＯ 的比例， 达到所需要 的亲水亲 油 平 衡 值 。当 聚 醚 与 聚 硅 氧 烷 的 比 例大于 １．５ 时， 改性硅油本身就 可 以溶于水， 不需要加任何乳化剂乳 化 ； 即 使 小 于 １．５ 时 ， 也 只 需 加 入 少量乳化剂就可将其 乳 化 ［１０］。因 此， 聚醚改性硅油的乳化性能良 好 ， 在 储 存 、运 输 和 使 用 过 程 中 不 易 产 生 破 乳 、漂 油 现 象 ， 当 亲 水 性 基团所占比例较大时， 还可以自 乳化。但是亲水性和耐久性是一 对矛盾因素， 亲水性过大必将导 致整理织物的耐久性下降。
聚醚硅油一般是指侧链碳原 子上连有聚氧乙烯基、聚氧丙烯 基、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚 基的硅油， 其中以最后一种居多。 其结构式为：
ＣＨ３ ＣＨ３ ＣＨ３ ＣＨ３
Ｈ３Ｃ ＳｉＯ （ ＳｉＯ ） ｍ（ ＳｉＯ ） ｎ（ Ｓｉ ） ＣＨ３
ＣＨ３ ＣＨ３
ＣＨ３
（ ＣＨ２） ３
Ｏ （ ＥＯ ） ａ （ ＰＯ ） ｂ Ｒ ＥＯ： ＣＨ２ＣＨ２Ｏ ＰＯ： ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ
有机硅柔软剂的主链结构是 聚硅氧烷， 常温以液体形式存在， 所以聚硅氧烷又简称为硅油。有 机硅柔软剂的发展大致经历了 ３ 个 阶 段 ： ２０ 世 纪 ６０ 年 代 ， 有 机 硅 柔软剂主要是甲基硅油型， 这类 柔软剂的最大缺点是与纤维的结 合 力 差 ， 不 耐 洗 ； ２０ 世 纪 ７０ 年 代 初出现的羟基硅油被称为第二代 有机硅柔软剂， 虽然它含有能与 纤维结合的羟基， 但是结合能力
易泛黄和破乳， 通过分析其原因， 可以对其进行抗黄变改性和亲水 性改性。
在 １．１ 中已经提到， 氨基硅油 泛黄是由于氨基被氧化成黄色的 硝基或亚硝基所引起的。因此可 以通过减少氨基上活泼氢的数 目， 降低氨基的还原性， 以达到抗 黄变的效果。通常采用的方法有 酰 化 改 性 、引 入 新 的 硅 烷 偶 联 剂 、 环氧化改性、季铵化改性和加入 抗氧化剂等。
副产物产生， 经改性后的有机硅
柔软剂既有氨基硅油超柔软的优
点又有环氧改性硅油的优点。氨
基硅油的烷基率与整理后织物的
性能关系如图 １ 所示 ［８］， 相对值为
相对空白样的值。
１．０
０．８
０．６
０．４
０．２
０．０ ０ ２５ ５０ ７５ １００ 无处理
．柔软性
．耐黄变性
图 １ 烷基化百分率 ／％