聚醚改性氨基聚硅氧烷的合成与应用性能研究
- 格式：pdf
- 大小：270.24 KB
- 文档页数：5
%&’$
针
织
工
业
!""#年 $ 月
染 料 与 助 剂
聚醚改性氨基聚硅氧烷 的合成与应用性能研究
周建华， 张晓镭， 倪亚琴
（陕西科技大学 资源与环境学院， 陕西 咸阳 .!)#"!）
摘要： 以氨基分布均匀的反应性氨基聚硅氧烷和聚氧乙烯甲基缩水甘油醚为原料， 通过开环反应， 合成了可用于织物柔软整理的聚醚改性氨基聚硅氧烷。 通过实验确定了最佳合成条件： 异丙醇的质量分 反应温度 "# $， 反应时间 % &。应用实验结果表明， 经聚醚改性氨基聚硅氧烷整理的织物具有 数为 !， 柔软的手感、 较好的白度和吸水性以及较好的耐洗性。 关键词： 聚醚改性氨基聚硅氧烷； 合成； 开环反应； 应用； 织物柔软剂 中图分类号： ()!’%()*! 改性有机硅柔软剂是 )# 世纪 ’# 年代初期迅速发展的新一代有 机硅柔软剂，织物经其整理后， 可 改善各种服用性能， 提高产品的附 加值。目前， 国内外正在研究开发 的改性有机硅柔软剂新产品， 主要 分为反应型和非反应型两大类。 聚 醚改性有机硅属于非反应型， 有良 好的水溶性，使用时无需乳化， 整 理后的织物柔软舒适， 有一定的吸 水性、 抗静电性和防污性， 但耐久 性较差。 氨基改性有机硅属于反应 型， 具有优异的柔软性、 回弹性、 悬 垂性和耐久性， 但存在黄变和织物 吸湿性降低， 以及使用时需乳化等 问题
用性能
对聚醚改性氨基聚硅氧烷 （6<0=） 与未用聚醚改性的氨基聚硅氧烷 （:<0=）整理织物的白度、吸水时 间、 柔软性和耐洗性等应用性能进 行了测试， 结果见表 8。 &’( 聚醚改性氨基聚硅氧烷结构 6<0= 整 理 织 物 的 白 度 均 比 并且随 :<0= 整理织物的白度好， 着! （聚醚） ： （氨基硅油） 的增加而 ! 增加，这是由于环氧基与氨基发 生开环反应后，减少了氨基硅油 表征结果
（36） 式中： : 956(56 ! 98" *88， （56(356(3） 56(3 !56& 或 6 &;& 聚醚改性氨基聚硅氧烷的应 聚醚与氨基聚硅氧烷的摩尔 比对整理织物的白度、吸水性、 手 本实验 感等性能有很大的影响 。
［)"］
6<0= 和 :<0= 整理织物的白 度、 亲水性和柔软性在水洗前后均 没有大的变化， 即整理效果的耐洗 性好。这是由于 6<0= 和 :<0= 的 侧基有均匀分布的 2356&，端基 为 236， 反应性和吸附性佳， 自交 联性好， 在纤维表面和内部形成弹 性网状结构的聚硅氧烷薄膜， 赋予 织物很好的耐洗性。 8 结论 8;) 以氨基分布均匀的氨基聚硅 氧烷和聚氧乙烯甲基缩水甘油醚 为原料， 通过开环反应制得聚醚改 性氨基聚硅氧烷。最佳合成条件： 异丙醇的质量分数为 ) （ 相对于聚 氧乙烯甲基缩水甘油醚和氨基硅 油的总质量） ，反应温度为 !" #，
。用聚氧亚烷基缩水甘油
醚对氨基硅油进行改性， 可抑制黄 变性及改善亲水性； 其效果比同一 分子结构中同时含有氨烃基和聚 醚基团的聚有机硅氧烷配制的柔
［/］ 软剂好 。 本实验用活性聚醚对氨
基硅油进行改性， 制得聚醚改性氨 基聚硅氧烷柔软剂， 整理后的织物
项目名称： 陕西省教育厅专项科研计划项目 （#-=<!/-）
［&］ 匀的氨基硅油 。本实验选用此种
液（自制） 、 反应性氨基硅油微乳 液 （自制） 、 奥妙全效洗衣粉 （市场 购买） 。 $"$ 工艺处方 聚醚改性氨基聚硅氧烷溶液 或氨基硅油微乳液 -% 8):； 浴比为 !E$%。 $"# 工艺流程 二浸二轧（轧余率 &%! ， 室 温） !预烘（!%% F， $ 9<=） !焙烘 （!(% G， 。 $ 9<=） $"- 织物性能测试 $"-"! 手感 用手触摸法评定。比较标准 为： 手感最佳者的柔软性等级规定 为 ( 级， 未整理织物的柔软性等级 规定为 ! 级， 其他整理织物相对于 这个标准评级。 $"-"$ 白度 按 H6 &-$(@&2， 在 IJ@J/ 型 K); 色度白度计上测定织物白度。 $"-"# 吸水性 用滴水法测定， 即用标准滴管 从距织物 $ A9 高处向 （$( 滴)9:） 水平铺展的织物表面滴 ! 滴水， 静 态下测定织物吸收完 ! 滴水所用 ［(］ 的时间 。 $"-"- 耐洗性 将整理后的织物用洗衣粉 （浓 度为 $ 8):） 浸泡 ( 9<=， 揉洗、 漂洗 各 $ 9<=，然后烘干，作为洗涤一 次， 分别测试洗涤 ( 次、 !% 次后的 手感、 白度、 吸水时间。 # 结果与讨论 #"! 成 目前， 国内氨基硅油一般是通 过八甲基环四硅氧烷 （/-） 与氨烃 基硅烷偶联剂本体聚合合成， 以 /为聚合单体， 存在以下问题
验选择异丙醇作为溶剂， 并对其用 量进行优化。 表 ! 是异丙醇用量对 产物的影响， 由表 ! 可知当异丙醇 的质量分数为 ! 时， 产物呈透明液 状，小于 ! 时产物中有凝胶物， 因 此确定 ! （异丙醇） ?!。 聚氧乙烯甲基缩水甘油醚和 氨基聚硅氧烷反应的最佳反应温 度和时间通过测定反应物的环氧 值来确定。 表 $ 是不同温度下的产 物环氧值， 表 # 是不同反应时间下 的产物环氧值，由表 $ 和表 # 可
摘要： 选用一定分子量的聚醚与硬脂酸进行酯化反应， 再与丙烯酰胺聚合制得浴中柔软剂 JK， 并对 其性能进行测试。结果表明： 当聚醚与硬脂酸以 &L& 的摩尔比于 &.-M&)- N反应 , "， 所得的产物与丙 烯酰胺以质量比 &L, 在 )- N反应 % " 制得的浴中柔软剂 JK， 其耐酸、 碱、 盐的性能良好， 起泡性低， 平 滑性好， 适用于前处理和染色加工。 关键词： 浴中柔软剂； 起泡性； 平滑性； 柔软性； 抗皱性 中图分类号： ()&(!$%O, 随着纺织品湿加工中高速化 及小浴比方式的大量使用， 使得织 物之间及织物与设备之间相互摩 擦增加， 易产生一些疵病。如厚重 织物主要出现经柳、 经向斑、 绳状 皱印、 折痕等； 轻薄织物主要产生 灰伤、 皱印、 鸡爪印等， 尤其是超细 纤维、 K:;<:C 纤维等精细织物更是 如此。 解决这些问题最简捷有效的 措施是使用浴中柔软剂， 即湿加工 防皱剂 。
［!， )］
文献标识码 !+
文章编号 !*"""+,"-- !!""# """,##%),#-
具有柔软滑爽的手感， 以及较好的 吸湿性、 抗静电性、 白度和耐洗性。 ! 合成实验 !0! 主要原料 氨基聚硅氧烷（自制，氨值 黏度 )" 78 ・ 、 聚氧 #0-%1 234.56， 9） 乙烯甲基缩水甘油醚 （自制， 分子量 环氧值 #0)!’ / 234.!## 6） 、 异 -%1， 丙醇（分析纯，汕头市光华化学 厂） 、 甲酚红指示剂 （分析纯， 北京 市化学试剂厂） 、 浓盐酸 （分析纯， 西安市化学试剂厂） 、 无水乙醇 （分 析纯， 西安三浦精细化工厂） 、 丙酮 （化学纯， 西安化学试剂厂） 。 !0) 主要仪器及设备 :;<,!# 型温度指示控制仪
拉伸振动吸收； 在 ) (," -.2)、 !""* !4" -. 出现了201（56&） ( 基团的
2)
弯曲振动吸收； 在 ) """7) )""-.2) ﹑ ( !8" -. 出现了典型的 012356&
2)
基团的弯曲振动吸收， 但在 ) """* ) )""-. 处被 0123 键拉伸振动
2)
聚醚改性氨基聚硅氧烷的合
：
," /- 在碱催化下发生水解开 环和缩合反应， 生成不同活性的羟 基硅氧烷， 分子量越小的羟基硅氧
・ ５３ ・
%&’$ 知，当反应温度为 !" #和反应时 间为 $ % 时，反应物的环氧值为 零， 表明环氧基反应完全。
针
织
工
业
!""#年 $ 月 中的活泼氢，再加上聚醚链段对 氨基的屏蔽［)"］ ， 从 而降低了氨基 （ 聚醚） ： 硅油的泛黄性。随着 ! ! （氨基硅油） 的增加， 6<0= 中聚醚 质量分数增加，从而整理织物的 亲水性增加， 由表 8 可知 6<0= 整 理织物的亲水性比 :<0= 好得多。 经柔软整理后织物的手感有 较大的提高， 6<0= 整理织物的手 感差于 :<0= 整理的织物，这是由 于 :<0= 的氨基分布均匀，并且活 泼氢数量多， 使聚硅氧烷分子在织 物上的排列非常规整，引入聚醚 后，氨基上的活泼氢的数量减少， 再加上聚硅氧烷分子中硅质量分 数的下降， 从而导致整理织物的手 感下降。
・ ５２ ・
!""#年 $ 月 !"#"$ 制备方法 在装有搅拌器、回流冷凝管的 三口瓶中， 加入一定量的氨基聚硅氧 烷和聚氧乙烯甲基缩水甘油醚、 质量 分数为 !%%!的异丙醇 （相对于聚醚 和氨基聚硅氧烷的总质量，以下相 同） ， 混合均匀， 在 &% ’反应 ( )， 然 后在 %"%! *+, 条件下除去异丙醇， 即可得到聚醚改性氨基聚硅氧烷。 !"聚醚改性氨基聚硅氧烷性能 的测定 !"-"! 黏度的测定 黏度用 ./012 型旋转式黏度 计测定。 !"-"$ 34 图谱的测定 聚醚改性氨基聚硅氧烷涂于 567 晶体载片上做红外光谱测试。 !"-"# 环氧值的测定 准确称取试样约 ! （ 8 精确至 于 $(% 9: 带磨口的三 %"%%% ! 8 ） 口锥形瓶中，滴加 %"$ 9;: ( : 盐 酸 1 丙酮溶液 $( 9: ，充分摇匀， 使试样完全溶解，在室温下放置 加入 $( 9: 中性乙醇， !( 9<= 后， 然后用 %"!9;> ) : 氢氧化钠标准溶 液滴定过量的盐酸。甲酚红指示 剂在乙醇丙酮溶液中，从粉红色 变成黄色，接着逐渐变成紫色为 滴定终点。同样做空白实验 。
针
织
工
业
!""#年 $ 月
染 料 与 助 剂
聚醚改性氨基聚硅氧烷 的合成与应用性能研究
周建华， 张晓镭， 倪亚琴
（陕西科技大学 资源与环境学院， 陕西 咸阳 .!)#"!）
摘要： 以氨基分布均匀的反应性氨基聚硅氧烷和聚氧乙烯甲基缩水甘油醚为原料， 通过开环反应， 合成了可用于织物柔软整理的聚醚改性氨基聚硅氧烷。 通过实验确定了最佳合成条件： 异丙醇的质量分 反应温度 "# $， 反应时间 % &。应用实验结果表明， 经聚醚改性氨基聚硅氧烷整理的织物具有 数为 !， 柔软的手感、 较好的白度和吸水性以及较好的耐洗性。 关键词： 聚醚改性氨基聚硅氧烷； 合成； 开环反应； 应用； 织物柔软剂 中图分类号： ()!’%()*! 改性有机硅柔软剂是 )# 世纪 ’# 年代初期迅速发展的新一代有 机硅柔软剂，织物经其整理后， 可 改善各种服用性能， 提高产品的附 加值。目前， 国内外正在研究开发 的改性有机硅柔软剂新产品， 主要 分为反应型和非反应型两大类。 聚 醚改性有机硅属于非反应型， 有良 好的水溶性，使用时无需乳化， 整 理后的织物柔软舒适， 有一定的吸 水性、 抗静电性和防污性， 但耐久 性较差。 氨基改性有机硅属于反应 型， 具有优异的柔软性、 回弹性、 悬 垂性和耐久性， 但存在黄变和织物 吸湿性降低， 以及使用时需乳化等 问题
用性能
对聚醚改性氨基聚硅氧烷 （6<0=） 与未用聚醚改性的氨基聚硅氧烷 （:<0=）整理织物的白度、吸水时 间、 柔软性和耐洗性等应用性能进 行了测试， 结果见表 8。 &’( 聚醚改性氨基聚硅氧烷结构 6<0= 整 理 织 物 的 白 度 均 比 并且随 :<0= 整理织物的白度好， 着! （聚醚） ： （氨基硅油） 的增加而 ! 增加，这是由于环氧基与氨基发 生开环反应后，减少了氨基硅油 表征结果
（36） 式中： : 956(56 ! 98" *88， （56(356(3） 56(3 !56& 或 6 &;& 聚醚改性氨基聚硅氧烷的应 聚醚与氨基聚硅氧烷的摩尔 比对整理织物的白度、吸水性、 手 本实验 感等性能有很大的影响 。
［)"］
6<0= 和 :<0= 整理织物的白 度、 亲水性和柔软性在水洗前后均 没有大的变化， 即整理效果的耐洗 性好。这是由于 6<0= 和 :<0= 的 侧基有均匀分布的 2356&，端基 为 236， 反应性和吸附性佳， 自交 联性好， 在纤维表面和内部形成弹 性网状结构的聚硅氧烷薄膜， 赋予 织物很好的耐洗性。 8 结论 8;) 以氨基分布均匀的氨基聚硅 氧烷和聚氧乙烯甲基缩水甘油醚 为原料， 通过开环反应制得聚醚改 性氨基聚硅氧烷。最佳合成条件： 异丙醇的质量分数为 ) （ 相对于聚 氧乙烯甲基缩水甘油醚和氨基硅 油的总质量） ，反应温度为 !" #，
。用聚氧亚烷基缩水甘油
醚对氨基硅油进行改性， 可抑制黄 变性及改善亲水性； 其效果比同一 分子结构中同时含有氨烃基和聚 醚基团的聚有机硅氧烷配制的柔
［/］ 软剂好 。 本实验用活性聚醚对氨
基硅油进行改性， 制得聚醚改性氨 基聚硅氧烷柔软剂， 整理后的织物
项目名称： 陕西省教育厅专项科研计划项目 （#-=<!/-）
［&］ 匀的氨基硅油 。本实验选用此种
液（自制） 、 反应性氨基硅油微乳 液 （自制） 、 奥妙全效洗衣粉 （市场 购买） 。 $"$ 工艺处方 聚醚改性氨基聚硅氧烷溶液 或氨基硅油微乳液 -% 8):； 浴比为 !E$%。 $"# 工艺流程 二浸二轧（轧余率 &%! ， 室 温） !预烘（!%% F， $ 9<=） !焙烘 （!(% G， 。 $ 9<=） $"- 织物性能测试 $"-"! 手感 用手触摸法评定。比较标准 为： 手感最佳者的柔软性等级规定 为 ( 级， 未整理织物的柔软性等级 规定为 ! 级， 其他整理织物相对于 这个标准评级。 $"-"$ 白度 按 H6 &-$(@&2， 在 IJ@J/ 型 K); 色度白度计上测定织物白度。 $"-"# 吸水性 用滴水法测定， 即用标准滴管 从距织物 $ A9 高处向 （$( 滴)9:） 水平铺展的织物表面滴 ! 滴水， 静 态下测定织物吸收完 ! 滴水所用 ［(］ 的时间 。 $"-"- 耐洗性 将整理后的织物用洗衣粉 （浓 度为 $ 8):） 浸泡 ( 9<=， 揉洗、 漂洗 各 $ 9<=，然后烘干，作为洗涤一 次， 分别测试洗涤 ( 次、 !% 次后的 手感、 白度、 吸水时间。 # 结果与讨论 #"! 成 目前， 国内氨基硅油一般是通 过八甲基环四硅氧烷 （/-） 与氨烃 基硅烷偶联剂本体聚合合成， 以 /为聚合单体， 存在以下问题
验选择异丙醇作为溶剂， 并对其用 量进行优化。 表 ! 是异丙醇用量对 产物的影响， 由表 ! 可知当异丙醇 的质量分数为 ! 时， 产物呈透明液 状，小于 ! 时产物中有凝胶物， 因 此确定 ! （异丙醇） ?!。 聚氧乙烯甲基缩水甘油醚和 氨基聚硅氧烷反应的最佳反应温 度和时间通过测定反应物的环氧 值来确定。 表 $ 是不同温度下的产 物环氧值， 表 # 是不同反应时间下 的产物环氧值，由表 $ 和表 # 可
摘要： 选用一定分子量的聚醚与硬脂酸进行酯化反应， 再与丙烯酰胺聚合制得浴中柔软剂 JK， 并对 其性能进行测试。结果表明： 当聚醚与硬脂酸以 &L& 的摩尔比于 &.-M&)- N反应 , "， 所得的产物与丙 烯酰胺以质量比 &L, 在 )- N反应 % " 制得的浴中柔软剂 JK， 其耐酸、 碱、 盐的性能良好， 起泡性低， 平 滑性好， 适用于前处理和染色加工。 关键词： 浴中柔软剂； 起泡性； 平滑性； 柔软性； 抗皱性 中图分类号： ()&(!$%O, 随着纺织品湿加工中高速化 及小浴比方式的大量使用， 使得织 物之间及织物与设备之间相互摩 擦增加， 易产生一些疵病。如厚重 织物主要出现经柳、 经向斑、 绳状 皱印、 折痕等； 轻薄织物主要产生 灰伤、 皱印、 鸡爪印等， 尤其是超细 纤维、 K:;<:C 纤维等精细织物更是 如此。 解决这些问题最简捷有效的 措施是使用浴中柔软剂， 即湿加工 防皱剂 。
［!， )］
文献标识码 !+
文章编号 !*"""+,"-- !!""# """,##%),#-
具有柔软滑爽的手感， 以及较好的 吸湿性、 抗静电性、 白度和耐洗性。 ! 合成实验 !0! 主要原料 氨基聚硅氧烷（自制，氨值 黏度 )" 78 ・ 、 聚氧 #0-%1 234.56， 9） 乙烯甲基缩水甘油醚 （自制， 分子量 环氧值 #0)!’ / 234.!## 6） 、 异 -%1， 丙醇（分析纯，汕头市光华化学 厂） 、 甲酚红指示剂 （分析纯， 北京 市化学试剂厂） 、 浓盐酸 （分析纯， 西安市化学试剂厂） 、 无水乙醇 （分 析纯， 西安三浦精细化工厂） 、 丙酮 （化学纯， 西安化学试剂厂） 。 !0) 主要仪器及设备 :;<,!# 型温度指示控制仪
拉伸振动吸收； 在 ) (," -.2)、 !""* !4" -. 出现了201（56&） ( 基团的
2)
弯曲振动吸收； 在 ) """7) )""-.2) ﹑ ( !8" -. 出现了典型的 012356&
2)
基团的弯曲振动吸收， 但在 ) """* ) )""-. 处被 0123 键拉伸振动
2)
聚醚改性氨基聚硅氧烷的合
：
," /- 在碱催化下发生水解开 环和缩合反应， 生成不同活性的羟 基硅氧烷， 分子量越小的羟基硅氧
・ ５３ ・
%&’$ 知，当反应温度为 !" #和反应时 间为 $ % 时，反应物的环氧值为 零， 表明环氧基反应完全。
针
织
工
业
!""#年 $ 月 中的活泼氢，再加上聚醚链段对 氨基的屏蔽［)"］ ， 从 而降低了氨基 （ 聚醚） ： 硅油的泛黄性。随着 ! ! （氨基硅油） 的增加， 6<0= 中聚醚 质量分数增加，从而整理织物的 亲水性增加， 由表 8 可知 6<0= 整 理织物的亲水性比 :<0= 好得多。 经柔软整理后织物的手感有 较大的提高， 6<0= 整理织物的手 感差于 :<0= 整理的织物，这是由 于 :<0= 的氨基分布均匀，并且活 泼氢数量多， 使聚硅氧烷分子在织 物上的排列非常规整，引入聚醚 后，氨基上的活泼氢的数量减少， 再加上聚硅氧烷分子中硅质量分 数的下降， 从而导致整理织物的手 感下降。
・ ５２ ・
!""#年 $ 月 !"#"$ 制备方法 在装有搅拌器、回流冷凝管的 三口瓶中， 加入一定量的氨基聚硅氧 烷和聚氧乙烯甲基缩水甘油醚、 质量 分数为 !%%!的异丙醇 （相对于聚醚 和氨基聚硅氧烷的总质量，以下相 同） ， 混合均匀， 在 &% ’反应 ( )， 然 后在 %"%! *+, 条件下除去异丙醇， 即可得到聚醚改性氨基聚硅氧烷。 !"聚醚改性氨基聚硅氧烷性能 的测定 !"-"! 黏度的测定 黏度用 ./012 型旋转式黏度 计测定。 !"-"$ 34 图谱的测定 聚醚改性氨基聚硅氧烷涂于 567 晶体载片上做红外光谱测试。 !"-"# 环氧值的测定 准确称取试样约 ! （ 8 精确至 于 $(% 9: 带磨口的三 %"%%% ! 8 ） 口锥形瓶中，滴加 %"$ 9;: ( : 盐 酸 1 丙酮溶液 $( 9: ，充分摇匀， 使试样完全溶解，在室温下放置 加入 $( 9: 中性乙醇， !( 9<= 后， 然后用 %"!9;> ) : 氢氧化钠标准溶 液滴定过量的盐酸。甲酚红指示 剂在乙醇丙酮溶液中，从粉红色 变成黄色，接着逐渐变成紫色为 滴定终点。同样做空白实验 。
