染整助剂之原理与应用

CH CH2 CH2 CH2 (CH2)7COOR
OH
OSO3Na
5.2 非離子型滲透劑
(1) 烷基苯酚環氧乙烷縮合物
(3) 脂肪醇環氧乙烷縮合物
R
O CH2CH2O)n H
RO(CH2CH2O)n H
(2) 聚丙二醇環氧乙烷縮合物
HO(C2H4O)a (C3H6O)b (C2H4O)c H
(4) 脂肪醇氧乙烷環氧丙烷 縮合物
精練、漂白、碳化及染整後之水洗。
染色過程。 紡紗、撚紗、織布之平滑處理，及 纖物之後柔譯處理。 直接染料染色之後處理。 紡紗、織布過程之暫時性靜電止及 織物整理過程之永久靜電防止。
4. 乳化與分散
● 定義: 互不相容的兩液體，將其中分散相均勻分散於 連續相中，稱為乳化(若分散相為固體則稱為分 散)。
遠
近
水
被乳化物
HLB較大的
乳化分散劑
(a)乳化分散劑較易溶於水而不能獲得良好的乳化效果之例子
近
近
近
水
被乳化物 HLB較小的 HLB較大的 乳化分散劑 乳化分散劑
(b)HLB較小的乳化劑由連繫兩種物質而產生良好的乳化效果之例子
圖 乳化分散劑的配合原理
Surfactant Phase Diagram
Within micelle region, size of micelle is controlled by
無色透明
白濁(牛乳狀) 冷卻至露點以下
加熱至露點以上
恢復成透明 水溶液
壬基苯酚EOA的 水溶液(冷卻時)
壬基苯酚EOA的 水溶液(加熱時)
以熱溶液靜置
冷 卻
壬基苯酚以不溶於水的 油滴狀析出至溶液中
壬基苯酚EOA沉降至容器 底面，形成2層液體
水
壬基苯酚 EOA
壬基苯酚EOA的露點之說明
3. 界面活性劑之應用 濕潤 滲透
RO(CH2CH2O)m (CH CH2O)n H
CH3
5.3 滲透劑與其結構
同一系列表面活性劑的潤濕性，隨其烷基碳數而變化， 在某一碳數顯示出最高的潤濕性能，此碳數一般比作為 淨洗劑的碳數要小得多。
同一系列相同碳數的潤濕劑，支鏈多的潤濕效果要好得 多。
親水基結合予分子的中心部位，一般都有良好的潤濕性， 但如果再引入第二個親水基則潤濕性一般都低。
所要H.L.B值 乳化
W/O
O/W
─
7.5
─
─ 7-9*
─
─
8
15
─
─
11-13*
─
─
(15)
─
─
─
16-18*
─
─
15.5
─
(13)
─
─
14-16*
─
─
13
─
13
─
14-13*
─
─
─
─
─
─
乳化劑HLB
化 學構 造 Sorbitan trioleate Sorbitan tristearate Propyleneglycolmonostearate Sorbitansesquioleate Glycolmonostearate(非自己乳化性) Sorbitanmonooleate Propyleneglycolmonolaurate Sorbitanmonostearate Diethyleneglycolmonostearate Glycerolmonostearate(自己乳化性) Diethyleneglycolmonolaurate Sorbitan monopalmitate Sorbitan monolaurate Polyoxyethylene(4)laurylether Polyoxyethylene(4) sorbitan monostearate Polyoxyethylene(5) sorbitan monooleate Polyoxyethylene(4) sorbitan tristearate Polyoxyethylene(4) sorbitan trioleate Polyoxyethyleneglycol 400 monooleate
乳化
分散
主要用途
溶化 起泡 消泡 洗滌
潤滑 抗靜電 防銹 殺菌 次要用途
均染 凝集
性能 起泡 消泡 乳化分散
原理 界面張力之異常降低，使用之特殊吸著。 破壞與抑泡。 微胞之生成。
濕潤
界面張力降低，接觸角減小，及界面吸附。
防水 洗淨 緩染與均染 平滑與柔軟 染料固著 靜電防止
表面皮膜生成之防水作用，及織物臨界表面 張力降低之潑水作用。 起泡、乳化，濕潤、膨潤、分散、滲透、電 氣效果。 利用界面活性之微胞作用，及其對纖維或染 料之作用達到緩染之目的。
1.2 常用的退漿劑 酸或鹼。 澱粉酶(α-mylase)。 氧化劑。 界面活性劑。
特性要求: 濕潤。 滲透。 乳化。 分散。 洗淨。
聚丙烯酸酯漿料之水解:
半透明或 透明的分散
透明溶解
5 W/O 乳化
10
濕潤
洗淨 15
可溶化
O/W 乳化
20
活性劑的基本性質和HLB的關係
2.3 濁點 (Cloud Point)
CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2
H2O
H2O
H2O
當聚乙二醇型界面活性劑之水溶液加熱時，隨著溫度的 上升，結合的水分子開始逐步脫離，親水性逐漸減弱， 當加熱至某一溫度時，轉變為不溶於水，並自溶液中折 出呈乳濁液，這就是濁點現象。
● 乳化劑的濃度: 乳化劑對被乳化物影響的程度。
被乳化物HLB值
HLB值
油相
煤油 60錠子油 機械油 流動石蠟 固形石蠟 凡士林 油（輕質）
油（重質） 油（密封） 凡士林 石油 雜酚油（1號） 瀝青 蜂蠟 小燭樹蠟 巴西棕櫚蠟 纖維素凝膠 石蠟 木蠟 硬脂酸 油酸 油醇 鯨蠟醇 矽利康
所要H.L.B值 乳化
W/O
O/W
6-9*
(12.5)
─
12-14*
─
10-13*
6-9*
12-14*
─
11-13*
─
10-13*
4
10
4 ─ 4 ─ ─ ─ 5 ─ ─ ─ 4 ─ ─ 7-11* 6-7*
10.5 10.5 10.5 10.5**
12-14*
10-16 (14.5) 14-16*
9.5 9 12-14* 17
染整助劑之原理與應用 技術研討會
目錄
一、界面活性劑之原理 1. 界面活性劑之定義 與分類 2. 界面活性劑之特性 3. 界面活性劑之應用 4. 乳化與分散 5. 滲透
二、 前處理工程 1. 退漿 2. 精練
三、染色工程 1. 均染 2. 固色 3. 皂洗及還原劑
四、後整理加工 1. 撥水加工 2. 吸水加工 3. 柔軟加工
作為親水性基團如果其離子性比適予作淨洗劑的離子弱 者，則潤濕性優良。
5活.4性劑界面活性浸劑透的力 特性比耐較鹼性
離子性
陰離子
○
○
抑泡性 ×
乳化力 △
陽離子
×
○
×
×
非離子
○
×
△
○
陰離子 非離子
○
○
△
○
1. 非離子活性劑洗滌能力比陰離子強。 2. 非離子活劑CMC低，使用濃度低，即可發揮優良之洗滌作用。 3. 陰離子活性劑耐鹼性強，防止再附著性良好。
1. 退漿 二、前處理工程
1.1 常用的上漿劑
經紗上漿用主要漿料的應用性能對 比
類 別
組成
天
然 漿
淀粉
料
主要成份 淀粉
應用性能 膜硬而脆、強度和延伸度小。對提高紗線的強度、保持延 伸度和粘著力差。但膜的斷裂強度小，防起毛效果好。主 要用予天然纖維。
改性淀粉
醚化淀粉
比天然淀粉易予糊化(濕度低)，粘度穩定性良，所成皮膜 和上紗線的物理性能與天然淀粉差异不大。
化
改性纖維素
學
漿
料
聚乙烯醇
水溶性丙烯酸樹 脂
羧甲基纖維素 粘度適當，溶解度良好，可低濕糊化，皮膜強度高、斷裂
(CMC)
強度低，防止毛效果最好，但對合成纖維粘著力差 。
聚乙烯醇(PVA)
糊料的定性良好，粘著力強，皮膜的強度和延伸度優郎， 但斷裂強度高。對天然纖維和合成纖維都適用。
聚丙烯聚酯
對疏水性汗維的粘著力高，吸濕性大，皮膜延伸度大而柔 軟，強度小，斷裂強度大，主要用予合成纖維。
● O/W W/O型
O/W型乳化模型
W/O型乳化模型
(a) 水相(連續相)
(b) 油相 (連續相) (c) 油相 (連續相)
● 乳化劑的選擇: 離子性乳化劑: 受水質及鹽類影響。 非離子性乳化劑: 乳液是否需耐高溫 cloud point問題。
● HLB值選擇: HLB值的計算: 參考被乳化物的HLB。
2. 界面活性劑之特性
2.1 界面微胞濃度(cmc, critical micell concentration)
2.2 HLB值
親水基部份的分子量
HLB= 界面活性劑的分子量
例: NP-10 44× 10
HLB= 220+44× 10
× 20 =13.3
對水溶解性
不分散
HLB
0
作用
消泡
不安定 乳化分散 但不安定 完全的 乳化分散
降低纖維表面之摩擦係數。
以陽離子界面活性劑之胺基基團與直接染料 之磺酸基形成非溶解性鹽類構造。 分散纖維中靜電之累積及提高度表面透電係 數。
纖維工業上之應用例 泡沫染整加工。 消除染整作業上之阻礙。 各種染整葯劑之乳化溶解，染浴中 染料之分散。 退漿、漂白、絲光加工、染色、樹 脂加工等染整加工過程之濕潤或提 高。 雨傘、外表、帳蓬等之被覆處理。
H.L.B.值 11.6 12.0 13.0 13.1 13.3 14.9 15.0 15.3 15.4 15.6 15.7 16.0 16.9 18.0 18.8 20.0 25~30 約40
固著層與擴散層之間存在一靜電位差，稱為電雙層的擴散相電位差。
固擴 著散 層層
疏水性大
親水性(HLB)
பைடு நூலகம்
Microemulsion
Micelle
[ H2O]
ω=
Water
[Surfactant]
AOT
Microemulsion
Reverse Micelle Oil
Two phase
5. 滲 透 COSθ =
γSG ─ γSL γLG
織物結構和潤濕
5.1 陰離子型滲透劑
(1) 磺基琥珀酸酯類
NaO3S CH COOR CH2 COOR
(2) 烷基磷酸脂鹽類
(5) 脂肪醯胺烷基磺酸鹽類
O R1 C N CH2 CH2
R2
(6) α─ 磺基脂肪酸烷基酯類
RO O
P
R
RO
ONa
O
R CH COOR
OP ONa
SO3Na
ONa
(3) 脂肪醇硫酸鹽類 ROSO3Na
(7) 蓖麻油硫酸鹽類
SO3Na
(4) 烷基苯磺鹽類
R
SO3Na
CH3(CH2)5
一、界面活性劑之原理
1. 界面活性劑之定義與分類
1.1 界面活性劑之定義
界面活性劑係一種兩性分子，同時具有親水基與疏 水基的結構，以能降低表面張力為其主要特徵。具有起 泡、乳化、分散、濕潤、清潔、平滑、柔軟等作用。
Hydrophilic Head group
Hydrophobic tail
1.2 界面活性劑之分類
16-18*
─
13
─
10.5**
油相
棉籽油 大豆油、橄欖油 菜種油、椰子油 棕櫚油、椰子油 牛油 羊毛脂(垂水) 松脂
脂肪酸酯 蓖麻脂肪酸甲酯 Dimethylphthalate 精油 二硫化碳 三氯乙烯 四氯化碳 Orthophenylphenol Orthodichlorbenzene 苯 樟腦油 二甲苯 石腦油 揮發油 氯化石腊 維他命(酯類) 維他命(與油脂共存) 維他命(不含油脂)
H.L.B.值 1.8 2.1 3.4 3.7 3.8 4.3 4.5 4.7 4.7 5.5 6.1 6.7 8.6 9.5 9.6 10.0 10.5 11.0 11.4
化 學構 造 Polyoxyethyleneglycol 400 monostearate Triethanolamineoleate Polyoxyethylene(9) nonylphenol Polyethylene glycol 400 monolaurate Polyoxyethylene(4) sorbitan monolaurate Polyoxyethylene(20) sorbitan monostearate Polyoxyethylene(20) sorbitan monooleate Polyoxyethylene(20) stearylether Polyoxyethylene(20) oleylether Polyoxyethylene(20) sorbitan monopalmitate Polyoxyethylene(20) cetylether Polyoxyethylene(30) stearate Polyoxyethylene(40) stearate Na-oleate Polyoxyethylene(100) stearate K-oleate Cetylethylmorpholiniumetsulfate Na-laurylsulfate