有機矽類柔軟劑的特性及對織物整理風格的影響

　　有機矽類柔軟劑的基本成分是各種各樣的線性聚矽氧烷，它們的分子量都不是很高，在常溫下為流動狀態，所以通常又叫矽油。聚二甲基矽氧矽(DMPS)又叫甲基矽油，當甲基矽油中的部分甲基被多種碳官能團取代時，又叫改性矽油。按取代基的性質改性矽油可分為反應性改性矽油和非反應性改性矽油。

　　有機矽類柔軟劑在國內的生產和應用可以說經曆了四代：第一代是端羥基的高分子量聚矽氧烷乳液(羥乳)，由八甲基環四矽氧烷(D4)、水、乳化劑、催化劑等原料在一定條件下乳液聚合而成，如某助劑廠生產的矽油305;

　　第二代是聚醚改性矽油，由甲基含氫矽油與末端帶有不飽和鍵的聚乙二醇、聚丙二醇等聚醚進行矽氫加成反應製成。

　　第三代是帶活性基團(氨基、環氧基)的聚矽氧烷乳液，聚合方法與羥乳基本相同，不同的是在原料中加入了一定量的矽烷偶聯劑。這些氨基、環氧基官能團的引入，極大地改善了整理後織物的柔軟性、平滑性、彈性以及整理效果的耐久性，不足之處是在使用過程中有破乳、漂油現象。這類帶活性基團的聚矽氧烷乳液由於使用離子型的表麵活性劑，其乳液呈強陽離子或陰離子性，與其它助劑複配時選擇性較強，配伍性較差，如我公司滑爽矽油M-2等;第四代是以氨基矽油為代表的改性矽油，是目前市場上最具代表性的有機矽柔軟劑品種，通常我們把氨乙基氨丙基聚二甲基矽氧烷叫做標準氨基矽油，而把其它的氨取代基聚矽氧烷叫做改性氨基矽油。氨基矽油由於氨基極性強，與纖維表麵的羥基、羧基等相互作用，與纖維形成非常牢固的取向、吸附，使纖維之間的摩擦係數下降，這意味著織物握在手中時，用很小的力就能使纖維之間開始滑動，以致感到柔軟。氨基矽油很容易被適當的表麵活性劑乳化成穩定透明的微乳液。

　　第四代有機矽產品(氨基改性矽油)已成為含矽柔軟劑的主流，因此我們重點討論氨基矽油的結構與織物性能的關係。

　　氨基矽油的特性

　　氨基矽油有四個重要參數：氨值、粘度、反應性和粒度。這四個參數基本反應出氨基矽油的品質，並且會大大影響被處理織物的風格。如手感、白度、色光以及矽油乳化的難易程度。

　　氨值

　　氨基矽油賦予織物的各種性能如柔軟度、滑度、豐滿度大多是聚合物中氨基所帶來的。氨基含量可由氨值表示，它指的是中和1g氨基矽油所需的1當量濃度的鹽酸的毫升數。因此，氨值直接與矽油中氨基含量的摩爾百分數成正比。氨基含量越高，氨值就越高，整理織物手感越柔軟、平滑，這是因為氨基官能團的增加，使其對織物的親和力大大增加，形成更規整的分子排列，從而賦予織物柔軟平滑的手感。

　　但是氨基中的活潑氫易於氧化形成發色團，造成織物的泛黃或稍帶黃光。在同樣氨基的情況下，顯然隨著氨基含量(或氨值)的增加，氧化的幾率增加，泛黃嚴重。

　　幾率增加，泛黃嚴重。

　　隨著氨值的增加，氨基矽油分子的極性增加，從而為氨基矽油的乳化提供了有利的先決條件，可製成微乳液，而乳化劑的選擇和乳液中粒徑的大小和分布亦與氨值相關。

　　粘度

　　粘度與聚合物分子量及分子量分布有關。一般地說，粘度越大，氨基矽油的分子量越大，在織物表麵的成膜性越好，手感越柔軟，平滑性越好，但其滲透性越差，尤其對強撚緊密織物及細旦織物，氨基矽油難以滲入纖維內部，影響織物性能，粘度過大還將使乳液穩定性變差或難以製成微乳。一般不能隻通過粘度來調整產品，往往通過氨值和粘度來平衡產品的性能。通常氨值低，就需粘度高，從而平衡織物的柔軟性能。

　　因此，滑爽的手感就需要高粘度的氨基改性矽油。然而在柔軟處理焙烘時，一些氨基矽油交聯成膜，從而增大分子量，因此，氨基矽油的初始分子量與最終在織物上成膜的氨基矽油分子量不同。由此，同樣的氨基矽油在不同的工藝條件下加工，最終產品的滑爽性可以有很大的差異。另一方麵，低粘度的氨基矽油也可以通過加交聯劑或調整焙烘溫度來改善織物的手感。低粘度氨基矽油增加滲透性，再通過交聯劑和工藝優化，則可綜合高、低粘度氨基矽油的優點。一般氨基矽油的粘度範圍在150～5000厘泊。

　　但值得注意的是，氨基矽油分子量的分布對產品性能的影響可能更大。低分子量的滲入纖維內部，而高分子量的分布於纖維外表麵，使纖維內外均被氨基矽油所包裹，從而賦予織物柔軟和滑爽的感覺，但帶來的問題可能是分子量差異過大會影響微乳液的穩定性。

　　反應性

　　具有反應性的氨基矽油，整理時可以產生自交聯，而交聯程度的提高，將增加織物的滑爽感、柔軟度和豐滿度，尤其對彈性提高更為明顯。當然，一般的氨基矽油當采用交聯劑或增加焙烘條件時，同樣可以增加交聯度，因而也可以提高回彈。羥基或甲氨基端的氨基矽油，氨值越高，其交聯度好，則彈性也越好。

　　微乳液粒徑和乳液電荷性

　　氨基矽油乳液粒徑小，一般低於0.15μ，所以乳液完全是熱力學穩定的分散狀態，其貯存穩定性，耐熱穩定性和抗剪切穩定性優異，一般不會破乳。同時微小的粒徑使顆粒表麵積增大，從而大大提高氨基矽油與織物的接觸幾率，表麵吸附量增大且均勻性提高，滲透性提高，所以易形成連續膜，提高織物的柔軟、滑爽性和豐滿感，尤其對細旦織物。但如果氨基矽油粒徑分布不勻，將大大影響乳液的穩定性。

　　氨基矽油微乳液的電荷性取決於乳化劑。一般情況下陰離子型纖維吸附陽離子型氨基矽油容易，從而提高處理效果。而吸附陰離子乳液則不易，對非離子型乳液的吸附量和均勻性優於陰離子乳液。若纖維負電荷小，則對微乳液不同電荷性的影響則大為降低。因而化纖如滌綸吸附各種不同電荷性的微乳液及其均勻性均優於棉纖維。

　　氨基矽油和不同性能對織物手感的影響

　　柔軟度

　　盡管氨基矽油的特征是通過氨基官能團與織物的結合而大大提高有機矽對織物的親合力及規整排列的方式，從而賦予織物柔軟及平滑手感。但是實際整理效果在很大程度上取決於氨基官能團在氨基矽油中的本性、數量及分布。同時乳液配方及乳液平均粒徑大小也影響柔軟手感。如果上述影響因素能夠達到理想平衡，則織物整理的柔軟風格將達到最佳，稱之為“超柔軟”。一般氨基矽油柔軟劑的氨值多在0.3～0.6之間，氨值越高，氨基官能團在矽油中的分布越均勻，則織物手感越柔軟，但是當氨值大於0.6以後，織物的柔軟手感並不明顯增加。此外，乳液粒徑越小，則越有利於乳液附集，對柔軟手感有益。

　　平滑手感

　　由於有機矽化合物的表麵張力很小，因此氨基矽微乳液極易在纖維表麵鋪展，形成良好的平滑手感。一般來說，氨值越小，氨基矽油分子量越大，則平滑性越好。此外，端氨基的矽油由於鏈節中的矽原子全部與甲基相連，可以形成非常整齊的定向排列，從而獲得優異的平滑手感。

　　彈性(豐滿度）

　　氨基矽油柔軟劑帶給織物的彈性(豐滿度)，因矽油的反應性、粘度及氨值的不同而不同。一般來說，織物的彈性取決於織物在烘幹定型時，氨基矽膜在織物表麵的交聯情況。a.端羥基的氨基矽油其氨值高則豐滿度(彈性)越佳。b.側鏈引入羥基可以較大幅度調整織物的彈性。c.側鏈引入長鏈烷基也可獲得理想的彈性手感。d.選擇適當的交聯劑，也可獲得理想的彈性效果。

　　白度

　　由於氨基官能團特殊的活性，在時間、加熱和紫外線的影響下氨基會被氧化，造成織物泛黃或稍帶黃光。氨基矽油對織物白度的影響，包括造成白色織物泛黃和有色織物色變，白度一直是氨基矽油整理劑除手感外的重要考評指標。通常氨基矽油中氨值越低，白度越好;但相應地，氨值變小，則柔軟劑變差。為此需要選擇適當氨值的矽油以達到理想手感。在低氨值的情況下，還可以通過改變氨基矽油的分子量，達到期望的柔軟手感。

　　氨基矽油的織物整理風格

　　一般來說，織物整理對手感的要求可歸納為柔軟、平滑、彈性(豐滿度)三個方麵。我們已經知道可以通過選擇不同的氨值，不同的端基以及控製不同的分子量及分子量分布來合成粘度、氨值及反應性有差異的氨基矽油。那麼，選擇不同的氨基矽油及各種氨基矽油的組合，可以滿足各種纖維在柔軟、平滑和彈性方麵的不同要求。