1、表面活性剂在纺织染整中的应用第 25 卷第 6 期2002 年 l2 月日用化学品科学DEIERGENTC0SMErI1CS表面活性剂在纺织染整中的应用徐世关,张淑芬,杨锦宗(大连理工大学精细化工国家重点实验室,辽宁大连,116012)Vo1.25No.6Dec.2002摘要:按照表面活性剂的离子类型,分别讨论了阳离子型 ,阴离子型,非离子型和两性表面活性剂,以及其他新型表面活性剂在纺织染整中的应用.重点介绍了绿色环保型表面活性剂,并对表面活性剂在纺织染整中的发展方向予以展望.关键词:表面活性剂;纺织;印染;整理中图分类号:TQ423.9 文献标识码:A 文章编号:10067264(2002)
2、06001806由纺织纤维加工成各种纺织品的过程中,需要用到各种辅助的化学品,其中用量最多,品种变化最大的当数表面活性剂.按实际用途分类如下:表面活性剂/l前处理助剂印染助剂后整理助剂润渗减分精退缓匀柔平增渗分破乳抑起精净抗抗抗柔湿透碱散炼浆染染软滑溶透散乳化泡泡炼洗菌皱静软剂剂量剂剂剂剂剂剂剂剂剂剂剂剂剂剂剂剂剂剂电剂促剂进剂另外,按离子类型分类,可将表面活性剂分为以下几类(见表 1):表 1 表面活性剂的分类类型结构特点用途享两性表面活性剂非离子表面活性剂在水溶液中能发生电离,且具有表面活性作用的基团,同时带有阴,阳离子不可电离,具有活性作用的基团不带电荷但能发生水化作用可作渗透剂,润湿剂
3、,乳化剂和分散剂等通常不能作为洗涤剂,主要作柔软剂,匀染剂,防水剂,固色剂和抗静电剂等柔软剂,匀染剂和抗静电剂匀染剂,乳化剂,分散剂此外还有高分子表面活性剂及特殊类型的表面活性剂,如含氟,含硅类等,因其结构特殊而具有特殊性能.本文按照表面活性剂分类重点讨论为适宜环保要求而开发出的绿色环保型表面活性剂及其在纺织染整中的应用.1 阴离子表面活性剂传统的类型为烷基苯磺酸钠,烷基萘磺酸钠和烷基硫酸钠.这些阴离子表面活性剂中,疏水基团带支链结构的及长碳链的生物降解性差,易造成江河水质污染.此外,亲水基团磺酸盐,硫酸盐因需硫细菌参与,故降解时间长.相比之下,磷酸酯类相对容易,而羧酸盐类最易降解“J.其中用
4、作净洗剂的十二烷基苯磺酸钠(LAS)由于泡沫多,刺激大,有一定致畸性,且耐强碱性差,生物降解性能相对较差而逐步被脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES),仲烷基磺酸盐(SAS),a 一烯烃磺酸钠(AOS),a 一磺基脂肪酸甲酯钠盐(MES),脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐(AEC),以及新型产品茶皂素,多肽基表面活性剂代替.1.1SAS,AOS,AES这 3 种阴离子表面活性剂的生物降解性能好,去污力优异,同时具有乳化,洗涤,溶解和润湿作用.其中 SAS,AOS 耐碱,耐高温 (130不分解), 且有良好的配伍性,是制造绿色前处理助剂的理想原料.AES 产品中以天然月桂醇为原料合成的 3EOAES 与以合成醇
5、为原料得到的产品相比,刺激性低,生物降解性好,毒性小.1.2MES.AEC以棕榈油为原料合成的 MES 可作织物净洗剂,收稿日期:2OO20820作者简介:徐世美(1973 一),女,重庆人,硕士,联系电话:13070438258.18(总 258)第 6 期堡兰:竺童:里竺竺兰!竺里广其用量仅为 LAS 的 1/3,是首选的优良表面活性剂.AEC 去污力强,配伍性好,钙皂分散力强,被发达国家誉为“2l 世纪绿色表面活性剂“. 此外,还可做还原染料染色的匀染剂,与烷基硅氧烷复配用作织物柔软剂.1.3 茶皂素,多肽基表面活性剂茶皂素与 AES 复配得到理想的环保型洗毛剂,而传统净洗剂 LS 虽可
6、提高洗毛效果,但在制造过程时用到对氨基苯甲醚,后者中存在致癌性的邻氨基苯甲醚而被列为禁用物质;多肽基表面活性剂的产品有PromoisEMCP,PromoisEFLS,均有优良的洗涤,乳化性能.2 阳离子表面活性剂.ccH3C/+/cCHHzCH2cC.O.ORRc.s.,对苯二甲酸乙二醇酯复配物可完全清洗掉织物上的机油油渍【.2.2 三乙醇胺季铵盐用三乙醇胺与天然油脂季铵化所得到的阳离子表面活性剂,可赋于织物很好的柔软性.硬脂酸,油酸,棕榈酸与三乙醇胺反应得到的胺基酯,再与聚氧乙二醇月桂酸酯混合后,经硫酸甲酯化可得织物柔软剂.此外,一种新型柔软剂酰胺乙基咪唑啉季铵盐,结构如下:H2c 一一可替
7、代 DHTDblAC,此类表面活性剂毒性小,易降解.德国 CHTRBreitlichGmbh 开发的一种可生物降解的阳离子活性柔软剂 TubingalB,有很高的直接性,对荧光增白剂无影响,经处理后的织物手感柔软而膨松.3 非离子表面活性剂它是应用非常广泛的一类表面活性剂,能与其他类型的表面活性剂复配而起到协同和增效作用,具有消泡,乳化,净洗和分散作用.其中作为消泡剂的主要有脂肪酰胺,聚氧乙烯二烷基醚I 引;乳化剂有 3个系列:烷基酚聚氧乙烯醚(OP 系列),脂肪酸的失水山梨醇酯(S 系列),聚氧乙烯脂肪酸失水山梨醇酯(T 系列).匀染剂如平平加 O,平平加 O 一 15 等.其中壬基酚聚氧乙
8、烯醚(TX 一 10)虽能生化处理,但生化后分解产物仍为酚类,有鱼毒性,且能破坏人体的生殖系统,欧洲部分国家已通过法律禁止使用,可用毒性小的天然脂肪醇聚氧乙烯醚或失水山梨醇酯替代.此外,糖基表面活性剂(烷基葡糖苷(APG),蔗糖酯(SE) 及烷醇酰胺,因其优异的应用性能,低毒,生物降解性极佳而备受瞩目.3.1APGAPG 是由葡萄糖的半缩醛羟基和脂肪醇羟基,在酸的催化下失去一分子水而得到的产物.它具有优良的表面张力,R:烷基DP:聚合度一般表面活性剂的最低l9(总 259)技广日用化学品科学第 25 卷表面张力都在 30mN/m40mN/m,而 APG 的最低表面张力低于 30mN/m,有较好
9、的去污力与泡沫力,无浊点,乳化能力优于IX 一 10,平平加 0,吐温一 20和司盘一 60,可与其他表面活性剂有较好的协同效应.生物降解实验表明可完全降解.各类产品均无致癌性.APG 可用作绢纤维的精炼剂,适度地除去胶丝蛋白,得到绢所特有的柔软,闪光及良好的染色性.此外有文献报道棉布在 C.APG1.25%,三聚氰胺树脂 1.25%和甲醇 97.5%溶液中浸泡 30min 后取出,除去液体,在 150烘箱中烘 30S,布的干,湿防皱率均提高 50%n 引.APG 与季铵酯配比为 1:31:10,可用作棉织物的柔软剂和抗静电剂“引 .美国专利报道,1.7 份8 份 C8恐脂肪胺与 1 份 AP
10、G 混合,能赋于织物一定的柔软性,并防止其焦化“.APG 与烷基硫酸盐混合,可用作纤维丝光前处理中的渗透剂“.6%94%APG 与 6%94%烷氧基化醇,6%94%氯代乙氧基异癸醇(泡沫抑制剂),水混合后用于织物洗涤漂白处理,使得织物具有优异的白度,混合物具有在高温下稳定,高搅拌下泡沫少及生物降解性好的特点“ 引.3.2 烷醇酰胺,国外商品名为 Ninol6501,Ninol6502,其通式为:RCON(CHOH)2,/l=23此类产品有良好的增稠作用,配方中含质量分数5%10%,产品黏度可百倍增长,当 AESNa 中加入氯化钠时其增稠效果尤为显着.此外在聚合物中加入少量烷醇酰胺,40d 内的
11、静电荷积累远小于3kV(3kV 为吸尘现象开始的静电荷累积电压),同时抗氧化,耐机械磨损作用很稳定,且兼有优良的增泡,稳泡,去污,钙皂分散性及乳化性“.表 2 烷醇酰胺在纺织染整中的应用Tab.2Applicationofalkylolamideontextiledveinandfinishing烷醇酰胺在纺织染整中的应用椰油酸烷醇酰胺霍嚣特复配纤维油剂和纺丝用油剂的组分,具有抗椰油酸二乙醇酰胺嫠蔫:霍譬10%).油酸二乙醇酰胺翌数为脂肪烷醇酰胺硫酸酯润湿剂,精炼剂和羊毛脱脂剂.20(总 260)3.3 蔗糖酯(sE)oR蔗糖酯提供 118 的 HLB 值,并且在应用中所有等级都显示出良好的表
12、面活性的功能性,0.10%的蔗糖酯溶液表面张力大致为 33mN/m34mN/m,比吐温和聚氧乙烯醚类,十二烷基苯磺酸盐高;0.10%浓度的蔗糖单酯对碳酸钙具有良好的分散力,可与聚氧乙烯系非离子表面活性剂媲美;在低浓度时,牛脂蔗糖酯的洗净力比烷基苯磺酸盐,高级醇硫酸盐,肥皂,a 一磺酸肉豆蔻酸盐和聚氧乙烯壬基酚醚都好,因此是极好的表面活性剂和乳化剂;无嗅,无味,无毒和对皮肤无刺激性,具有卓越的生物可降解性,不会造成环境污染.日本明成公司开发的称为“可食用“ 的蔗糖酯柔软剂(八 ,/7 少一 ss 一 15)安全性高,容易分解,对皮肤无刺激性.1.2%防水剂,0.0001%SE 与乙醇混合喷洒在羊
13、毛织物上,可防尘,无异味.以 7:3 混合蔗糖硬脂酸酯与蔗糖软脂酸酯,用所得溶液处理涤/棉织物,织物具有良好的吸水性与柔软性】.4 两性表面活性剂两性表面活性剂结构复杂,成本高,但对皮肤刺激性低,杀菌力强,发泡力强,生物降解性强.织物洗涤后具有柔软的手感.用作织物洗涤剂的种类为甜菜碱型,氨基酸型,它们对棉的去污力远高于 LAS,与阴离子表面活性剂有很好的配伍性.其中 N 一烷基一一氨基丙酸类是近年开发的,很温和的,对眼睛无刺激作用及对各种纤维有很好洗涤效果的两性表面活性剂.烷基胺内酯型结构的两性表面活性剂结构如下:q 一 iH_一H3c/lH3cJBH3 慨一二 .CH26H.ICH3此类两性
14、型柔软剂对合成纤维的亲合力强,没有泛黄和使染料变色或抑制荧光增白剂等弊病,能在广泛的pH 值介质中使用】.以环氧丁二酸钠盐与己胺反应,得到一个氨基上联有多个羧基的新型两性表面活性剂,可作为织物的柔软剂.含有聚氧乙烯链的两性表面活性剂第 6 期徐世美,张淑芬,杨锦宗:表面活性剂在纺织染整穹的应C18H 新(0CH2CH2)15OCH2CH(OH)CH2NH(CH2CH2OH)CH2CO2 一,ClH35CONH(CH2)3N(Me2)CH2CO2 一与石蜡,含硅消泡剂等成分复配用于纤维素纤维,可使其具有较嫡勺柔软性和亲水性,且与荧光增白剂相容性良好.5 高分子表面活性剂5.1 淀粉醚淀粉醚以可再
15、生资源淀粉为原料,纺织前处理过程中性能优越,加之目前发展起来的干法,半干法生产工艺节能,清洁而使其备受瞩目.研究表明】,高取代度羧甲基淀粉抗剪切力强,受酶的影响小,可在一定条件下代替价格较高的海藻酸钠用于印花糊料.阳离子淀粉改性棉纤维后,用活性染料无盐轧染,得到较高的固色率和吸附量,其中活性艳红 K 一2BP,X 一 3B 和活性嫩黄 M 一 7G 吸附量比传统方法分别提高 3.79 倍,1.4 倍和 2.3 倍,固色率分别达到90.5%,77%和 97.7%,且与其他改性方法相比,耐洗牢度,耐摩擦牢度均在 4 级以上,耐日晒牢度也在 3 级以上 1.5.2 聚醚以聚氧丙烯为疏水基,聚氧乙烯为
16、亲水基的一种高分子型非离子表面活性剂,是一类低泡沫,无味,毒性小及易生物降解的产品.国外商品名为“Pluronic“,其结构通式为:R(HlO)(GO)6(GI-hO)H0b+c=2080相对分子质量为 20003000(L 为液状),去污性最好;Fa(F 表示片状)分散性最好.当结构中末端是环氧乙烷时,去污力好,消泡性差;而当末端是环氧丙烷时,去污力变差,消泡性变好.此外,聚醚也是优良的柔软,平滑剂,但价格相对较高.6 新型表面活性剂此类表面活性剂是通过联接基团,将两个传统表面活性剂的亲水基团相连而得,其结构如下:o二二 O长裹链联团离长碳链联接基团离子基R 一I 罩罩 RSCgNaCH3CH此类表面活性剂能有效降低水溶液的表面张力,很低的 Krafft 点,更大的协同效应以及良好的钙皂分散性和润湿,乳化等特点.单烷基二苯醚二磺酸可耐高浓度的强酸和强碱,
