季铵化改性氨基硅油柔软剂的合成与应用

【摘要】：氨基硅油柔软剂具有优良的柔软性、滑爽性和成膜性等优点,被广泛应用于各种纺织后整理中。但是氨基硅油在应用过程中会使被整理织物出现亲水性差和高温泛黄的现象,使其应用受到一定的限制。本文通过采用环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵对普通氨基硅油进行季铵化改性,合成了季铵化改性氨基硅油柔软剂。在氨基硅油上引入亲水的季铵盐基团后,可以在保留氨基硅油原有的良好手感的同时,赋予织物更好的亲水性,并降低其在高温处理时的泛黄现象。 采用八甲基环四硅氧烷(D4)作为单体、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷(N-602)为偶联剂、六甲基二硅氧烷为封端剂、四甲基氢氧化铵做为催化剂进行本体共聚反应,制备得到氨基硅油。通过调节偶联剂和封端剂的用量,可以得到不同氨值和粘度的产物。以N,N-二甲基十二胺和环氧氯丙烷为原料合成环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵,环氧值为0.28 mol/100g,其转化率为96%。 选择氨值范围在0.90-1.00mmol/g氨基硅油的伯胺基与端基为环氧基的环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵在异丙醇溶剂中发生开环反应。通过调节环氧基与伯胺基的比例,可以得到不同程度改性的季铵化改性氨基硅油。产物既减少了原来氨基上活泼氢原子的数目,又引入了亲水基团,使原本疏水的普通氨基硅油具有亲水、低黄变的特性。采用元素分析、红外光谱、氢核磁共振谱等对反应产物进行分析,验证了反应产物的结构。 使用非离子乳化剂对氨基硅油和季铵化改性氨基硅油进行乳化。根据氨基硅油乳化的规律,通过考察和选择乳化剂的类型、复配、pH及乳化剂用量,得到透明泛蓝光的硅油柔软剂乳液。对乳液的透光率及其平均粒径进行测定后发现,改性前后硅油均可形成性能稳定的乳液。同时,季铵化改性氨基硅油可以在乳化过程中不需添加乳化剂而实现自乳化,这使乳化剂的用量大大降低。 将氨基硅油与季铵化改性氨基硅油乳液在纯棉织物上进行柔软整理。测定并对比了被整理织物的白度、断裂强力、撕破强力、亲水性以及织物风格测试中织物的弯曲、剪切、压缩性能和表面摩擦性能。结果显示经改性氨基硅油乳液整理后的织物泛黄现象明显降低,亲水性大幅度提高,并保持了织物良好手感,而且在弹性及压缩等性能方面明显优于未改性氨基硅油。对经过季铵化改性氨基硅油柔软整理后的纯棉织物采用大肠杆菌进行抗菌测试。结果显示,整理后织物的抗菌效果显著。同时对涤纶及涤棉织物整理后的亲水性及抗静电性能研究表明,经过改性氨基硅油柔软剂处理过的涤纶织物的亲水性提高,涤纶织物的感应静电压和静电压半衰期降低,改善了涤纶的亲水性能并使其获得良好的抗静电性能。 综上所述,季铵化改性氨基硅油柔软性、抗黄变性和亲水性俱佳,还可以使织物具有抗菌及抗静电效果,是一种性能优良、发展前景广阔的新型柔软剂。