設為首頁 加入收藏
搜索: 全站標題 文章標題 圖片標題 產品型號或名稱
搜不到?試試使用 高級搜索
行業基礎
縮呢劑結構與呢絨歐美風格的關系
2015-12-08 10:49:00 來源:中國表面活性劑網 作者: 【 】 瀏覽:1281次 評論:0

要點是松、軟、底絨密,手感特好。國外主要通過毛織物在高熱風、高速撞擊條件下使織物膨松,但按工廠規模得耗資8000萬,以進口設備,本文通過縮劑改進,在保持凈洗能力的前提下,提高其平滑性、抗靜電性、纖維膨潤性、減少纖維摩擦損傷。并篩選出以高級脂肪酸堿土金屬鹽、聚醚、氯化胺為主體的縮劑、復配以其它助劑,經各品種幾批大樣實踐、縮出呢面豐滿、底絨好、手感柔軟,使混紡維羅呢達到全毛的整理水平,既提高檔次、產生了經濟效益,又縮短了工時,風格上也基本達到了進口同類樣品的水平。

1.縮呢助劑的現狀粗紡(包括精紡)現用助劑:一類是陰離子表面活性劑如209,LS,ABS,雷米邦(堿性狀態);另一類是非離子混拼的,最早、最典型的一個如R5(原名105),R5縮出呢子最為緊密、結實、符合當時我國廣大消費者“耐穿、耐用”的要求。隨著國內外消費水準提高,尤其是歐美國家的消費者目前接受的呢絨風格是輕、豐滿,松軟,手感特好。相形之下,我們的呢顯得重、薄、硬板,手感粗糙,在激烈的市場競爭中已到了非改不可的境地。

2.傳統縮呢劑的缺陷及改進方向

分析造成上述問題的原因,本文認為主要是縮呢劑在平滑性、膨潤性等方面顯著不足,致使毛織物在縮呢時纖維間出現氈縮,并造成纖維過度的直接摩擦而損傷所至,因此現代縮呢助劑(以下簡稱縮劑)應具備如下特征:

(1)足夠的平滑性

(2)足夠的膨潤性

(3)快速的滲透和鋪展性

(4)足夠的抗靜電性

現分述如下:

3.縮劑主成份的選擇

依目前表面活性劑和發展水平,沒有一個單成份的助劑可富集縮劑所需的所有特性,因此搞助劑的復配是必須的。

3.1.依平滑性選縮劑

眾所周知,羊毛縮呢(包括高級動物纖維)主要是靠定向摩擦效應,損傷也是在縮呢過程中摩擦不當所至,因此降低摩擦時的靜摩擦系數是至關重要的,按照傳統的順序,各類表面活性劑降低靜摩擦系數性質的順序,可以初步給傳統的縮呢助劑定個位,見表(一)。

表(一)各類表面活性劑降低靜摩擦系數順序

陽離子>多元醇酯型非離子>陰離子>聚乙二醇型非離子>礦物油(自左至右降低靜摩擦能力減小)

按上表而論:傳統縮劑LS,209,烷基苯磺酸鈉(ABS),雷米邦(堿性狀態)均屬陰離子;R5,824苯則屬聚乙二醇型非離子,次序均排得較往后,故其縮呢性僅屬中、低檔水平,如果改用陽離子型或多元醇醌型非離子縮呢效果會有很大提高。另一方面本文經試驗發現,在20年前發表的表(一)通則有很大局限性,隨著表面活性劑工業的發展,各類助劑都能選出某一種,它的降低靜摩擦能力遠遠要比表(一)所給它的定位。本文選出的堿土金屬脂肪酸皂、聚醚及聚氧乙烯混拼的非離子,都對表(一)概念有所突破,并不比陽離子和多元醇酯型的差。

3.2.評估縮劑性能的理論依據

羊毛織物在縮呢時發生纖維和織物之間摩擦,就摩擦狀態而論,實際上存在著三種,見表(二)。它說明縮劑作為平滑劑,在動物纖維或其它纖維表面所包復的潤滑膜厚度越大,其相互之間的摩擦系數越小。顯然處于纖維之間直接摩擦引起纖維損傷最大,氈縮也最嚴重,這種摩擦屬于干燥摩擦,所以級別最低的C級摩擦,這是在縮呢中應該盡量避免的。當潤滑膜厚度在10-6mm左右的邊界摩擦,屬B級,這是用傳統縮劑縮呢時的主體狀態。至于A級的流體摩擦屬于損傷最小,氈縮也少,縮后底絨豐滿,松軟的手感,將縮呢主體狀態升為A級這是追求的目標,但是潤滑膜的厚度不是很簡單就可控制的,它受到某些因素的制約,現分析如下:

流體潤滑層的厚度d=Z·N/P.(1)

對于既定品種的縮呢,上式中負荷P和摩擦體的相對速度N可認為是相對固定的,因此為了保持流體潤滑層厚度,就要選粘度大的表面活性劑。另一方面纖維表面遠不如有高能表面的金屬,其包復纖維表面的流體層薄膜很容易破裂,因此提高薄膜強度就顯得很重要:流體潤滑層薄膜強度=(μn/Nd)f(2)。上式(2)中:μ—吸附能量,n—單位面積上潤滑劑的分子數,N—阿伏加德羅常數,d—潤滑膜厚度,f—換算常數。

上式(2)表明(1)要提高流體潤滑層薄膜強度,就必須提高縮劑的吸附能量,并使縮劑分子在纖維表面能定向排列,例如堿土金屬高級脂肪皂就具備了這種特性,聚醚也是。(2)潤滑膜強度與潤滑膜厚度是成反比的。這里潤滑膜厚度是提供縮劑潤滑層液內層粘滯滑動以代替纖維間的直接摩擦,這意味著縮呢劑需要粘度,但如果粘度太大,則會引起潤滑膜強度降低,纖維間摩擦方式將由(A)向(B)或(C)降級;另則粘度太大也影響了潤滑膜在纖維表面的滲透和鋪展,會引起縮呢不勻或局部的纖維加大損傷。而膜強度是縮呢過程中提供盡可能低的靜摩擦系數,確保主體摩擦處于(A)級,即有很好的平滑性能,不過平滑性太大了也不行,否則縮呢引起打滑,會引起落毛多、底絨差,縮呢時間長等弊病。因此選擇縮呢劑問題的實質之一,就是優質潤滑膜粘性——滑性的正交問題。

表(二)纖維表面三種摩擦性能

3.3.脂肪酸皂類的選擇

將烴、酯、甘油酯、高級醇、高級酸、酰胺和聚二甲基硅氧烷的潤滑性對比試驗后發現,凡碳數在十八的酰胺,碳數在十六以上的脂肪醇及碳數在十四以上的脂肪酸均有良好的潤滑性,見表(三)所列,但是脂肪酸要比高級醇和高級酰胺便宜得多。

表(三)各類助劑潤滑性比較

注:上表列出級數越高,表示潤滑性越好;在高級脂肪酸一欄中,同樣具3級潤滑性的,有棕櫚酸及硬脂酸,后者成本要低得多,所以選中硬酯酸類。

3.3.2.烷烴鏈的飽和性

從潤滑角度相比,飽和脂肪酸比含羥基的(如蓖麻油酸)和不飽和的脂肪酸(如油酸),潤滑性要好,所以首選硬脂酸。

3.3.3.金屬鹽的選擇

就脂肪酸吸附強度作為縮劑是不夠的,如果選其金屬鹽的形式吸附強度會增加,試驗中發現吸附強度順序為:鉛>鎳>錫>鋅>鋁>鎂>鈣>鈉>鉀(金屬離子)。上述順序說明隨著脂酸金屬鹽水溶性的遞減,吸附強度增加,鉛鹽潤滑性最好,但考慮到毒性和價格還是認為其鈣、鎂皂較為適當。由于鈣、鎂金屬在纖維上的定向吸附,毛纖維鱗片有了足夠膨潤性,縮出呢絨在豐滿度和底絨方面有很大改善。

3.3.4.硬脂酸鈣、鎂皂的增溶和分散

硬脂酸鈣、鎂皂在水中溶解和分散性極有限,特別是用硬水整理,它在水中增溶和分散問題還必須解決。其法之一,是使用鈣、鎂皂重量三分之一到六分之一的油酸鉀和鈉鹽,使其增溶及分散,也可從各類表面活性劑中選用優良的鈣、鎂皂分散劑來解決。各類助劑分散力的比較見表(四)。另外N油酰和N牛油酰的N甲基牛磺酸鹽及水解蛋白質對鈣、鎂皂的分散也很有效。

表(四)表面活性劑的鈣皂分散力對比

表(四)說明,表中助劑用量越少的,其鈣皂分散能力越強,其中油醇(EO)20H及其與聚丙烯酸鈉(MW1萬)拼混物有最佳分散力;其次是壬基酚(EO)15H及N妥爾油酰N甲基牛磺酸鈉。

3.4.聚醚類助劑的選擇

本文經試驗后發現若用聚醚作縮呢劑主體,其潤滑性遠遠超過傳統縮劑,選擇結構不同的聚醚還可提供必要的鈣鎂皂分散增溶性,凈洗性,滲透、鋪展性、乳化及抑泡等功效。用聚醚作主結構的助劑、縮呢后豐度、底絨,手感都很好。

聚醚這類非離子表面活性劑,種類很多,例如冠醚類Crownether,乙二胺衍生的Tetranic弱陽離子系列,以及Pluronic系列。本文重點就Pluronic系列篩選試驗敘述如下:它的結構有起始劑,聚氧丙烯(90)n及聚氧乙烯(EO)m三個部分組成。

3.4.1.聚醚潤滑層包復性篩選

潤滑液在纖維上的包復能力,主要依據粘度、潤濕時間及界面張力三個數值而定。本文對L系列(液體)及P系列(糊狀)選擇性測試結果見表(五)。其界面張力都遠遠低于羊毛臨界表面張力3.5達因/cm;潤滑液有很好的鋪展、包復功能。

表(五)L、P系列聚醚的纖維包復能力比較

從縮呢和洗滌工藝要求衡量,聚醚應取濁點在50℃左右,而融點在20℃以下者為好。表(五)列出P103的界面張力最低,潤濕時間很短,其對纖維包復性肯定好(羊毛臨界表面張力在洗毛后,在32達因/厘米左右),唯P103濁點尚需高達50℃,可添加微量L62解決;而P103融點30℃比20℃要求高了許多,這可添加適量的L64來解決。

3.4.2.聚醚RPE型起始劑的篩選

同樣是先接環氧丙烷,后接環氧乙烷的順序下,起始劑不同,其聚醚特性有很大區別,作為粗紡(包括精紡)的縮呢用劑,它必須兼有凈洗的功能,對于聚醚的去油功能強這一點已有共識,不必多做試驗,但在去污功能方面作一番篩選是必要的。作為去污的特性指標之一,就是與0.25%ABS復配時,炭黑的除去值,這數字越大,說明去污效率越高。

表(六)給出了不同起始劑的去污力對比。

表(六)RPE型聚醚起始劑的去污效果對比

表(六)指出從去污角度,是磺酰胺,N乙基磺酰胺作起始劑的最好。其次,是甲醇及苯酚為起始劑的聚醚。

3.4.3.聚醚中(PO)和(EO)先后位置對去污的影響對以炭黑為主的污垢,是(PO)在前,還是(EO)在前更有利于去除炭黑,表(七)列出結果表明,當起始劑不同時效果不一樣,如正丙醇為起始劑時是先接(EO)的好,而當嗎啉為起始劑時,則先接(PO)的為好。

表(七)REP和RPE順序對去污的影響

3.4.4.(PO)和(EO)混嵌共聚對

所謂混嵌共聚,可通過合成方法來控制,也可通過混配來調節,經過選擇或搭配可以使混合聚醚有相對的最佳洗滌力。表(八)提供的信息是,A組混嵌共聚的聚醚,在同一起始劑的聚醚中,去污能力最強。綜合篩選結果,由P103,L62,L64,磺酰胺基(PO)7.65(EO)81%,嗎啉(RPE)4030混拼的,總重量為縮劑的50%~55%。

表(八)PO和EO混嵌共聚的去炭黑效果

4.兩性表面活性劑的選擇

在三大類兩性表面活性劑中最適于縮劑的是氧化胺類,原因是在羊毛等電點以上的酸堿條件下,一般偏堿性狀態下,咪唑啉型屬陰離子性,兩性甜菜堿也呈陽離子性,故不太適宜作縮呢劑,而氧化胺類,如烷基酰丙胺二甲基氧化胺:

在中性或堿性條件下,顯非離子特性,它不僅與其它表面活性劑的相容性很好;對動物纖維有很好潤滑性、梳理性;最大特點是產生的泡細而密,與R5或陰離子縮劑大而疏的泡沫相比對潤滑層薄膜強度影響較小,有利于平滑性。

5.縮劑中洗滌輔料的選擇

為了增加凈洗力,抗污垢再沉積能力及抗靜電能力,縮劑中尚需添加壬基苯酚聚氧乙烯醚,烷基醇聚氧乙烯醚、酰胺磷酸酯,聚乙烯吡咯烷酮苯復配成縮劑,上述這些助劑為貯存穩定,可復配成A和B兩組助劑。

這樣縮呢助劑內含有的助劑及百分比如下:

6.新老縮劑生產性實例

6.1.絹絲/變性綿羊絨大衣呢

經紗支數為絹絲80s/2;緯紗支數為變性綿羊絨13s

縮呢工藝:縮系數158,加料A40克/升+B40克/升,加料量為坯重的85%,共四疋。

對照組縮系數,加量同上,助劑209:40克/升+ABS40克/升,共四疋。結果如下。

6.2.絹絲/兔毛/羊絨大衣呢

經紗支數:絹絲80s/2,緯紗支數:兔毛85/羊絨5,12s單股

縮呢工藝:縮系數158,加料A40克/升+B40克/升,加料量為坯重的85%,共四疋。

對照組:縮呢系數、加量同上,助劑209:40克/升+ABS40克/升。

結果如下:

6.3.順毛全毛大衣呢

經紗和緯紗均為64s澳毛的10.5s紗

縮呢工藝:縮系數160,加料A40克/升+B40克/升,加料量85%,四疋。

對照組:縮系數,加量同上,助劑209:40克/升+ABS40克/升

結果如下:

6.4.全毛維羅呢

經紗、緯紗均是64s澳毛的13s紗

縮呢工藝:縮系數160,加料A40克/升+B40克/升,加料量為坯重95%,四疋。

對照組:縮系數,加量同上,助劑209:40克/升+ABS40克/升

結果如下:

6.5.羊毛90/錦綸10維羅呢

經紗、緯紗支數均為76.9tex

縮呢工藝:縮系數160,加料A40克/升+B40克/升,加料量85%,四疋。對照組:縮系數,加量同上,助劑R5:80克/升

結果如下:

7.結論

選用硬脂酸堿土金屬鹽、聚醚、氧化胺為主體的表面活性劑、主體中可只選一種,也可選二種、三種混拼,均能確保纖維平滑性、膨潤性、再適當配以壬基苯酚和烷基醇的聚氧乙烯醚、烷基酰胺磷酸酯、聚乙烯吡咯烷酮等助劑,以增加凈洗力、抗污垢再沉積能力及抗靜電性,這些助劑復配的新縮劑與209,LS,雷米邦,R5,824等傳統縮劑相比,用于羊絨、兔毛、全毛及其混紡的立絨、順毛粗梳毛紡產品,具有纖維損傷少,底絨密而細潔,手感豐滿而松軟,基本上達到歐美同類產品的風格。例如毛/錦混紡維羅呢已達到全毛維羅呢的整理水平,具有較大的經濟效益。

責任編輯:admin
您看到此篇文章時的感受是:
】【打印繁體】【投稿】 【收藏】 【推薦】 【舉報】 【評論】 【關閉】【返回頂部
我來說兩句
帳  號: 密碼: (新用戶注冊)
驗 證 碼:
表 情:
內  容:
天津十一选五开奖结果 福建体彩微信群 天地二分彩走势图 正规大平台棋牌游戏 乐彩网排列三走势图 盆派冒菜加盟赚钱么 羊绒收购商赚钱吗 吉林省新11选5 江苏体彩七位数开奖结果 优易云商是真的赚钱吗 北京十一选五技巧 网易快乐扑克 跳舞赚钱好吗 广东11选5遗漏数据 北京pk10牛牛玩法介绍 股票融资的优点 江苏十一选五前三组开奖结果