混合改性多官能团有机硅柔软剂研究

No.7针织工业2009年7月

混合改性多官能团有机硅柔软剂研究

李建华，华平，缪勤华

（南通大学化学化工学院，江苏南通226007）

摘要：采用烷基糖苷做相转移催化剂和乳化剂使磺化和乳化一步完成的方法合成了聚硅氧烷基琥珀酸酰胺磺酸盐（PSSS）。研究了以顺酐作酰胺化剂对氨乙基氨丙基硅油进行酰胺化改性，探讨了酰胺化程度和烷基糖苷的用量对产物性能的影响，并与以脂肪醇聚氧乙烯醚做相转移催化剂和乳化剂的产物性能进行了比较。实验结果表明，在酰胺化程度为n（胺）∶n（顺酐）=1.0∶0.3～1.0∶0.6，采用烷基糖苷做相转移催化剂和乳化剂，且烷基糖苷质量分数为50%～60%时，制备的产物所整理的织物白度、柔软性、亲水性好、撕破强力高、黄变小。

关键词：有机硅柔软剂；硅氧烷基琥珀酸酰胺磺酸盐；多官能团改性；酰胺化；磺化；烷基糖苷中图分类号：TS195.2氨基改性有机硅柔软剂广泛应用于各种织物整理中，起到防皱、防污、防静电、防起球的作用，手感丰满、柔软，富有弹性和光泽，具有滑、爽、挺的风格［1］。但在受热或紫外线的影响下容易发黄，因而不宜用于浅色织物的柔软整理［2-4］，且用它整理后的织物吸水性有很大程度的下降［1］。为了抑制黄变和提高亲水性，国内外争相对其进行改性研究［5-7］，但单一官能团改性综合整理效果不佳［4］。目前的混合改性有机硅整理剂存在着某项整理性能不同程度的下降，不同官能团有机硅柔软剂复配造成稳定性差，为了提高亲水性加入乳化剂造成漂油破乳等问题［4，8］。为此，研究选择了原料易得、价格低廉、性能环保的马来酸酐，来替代我国较难得到的醋酐作酰胺化剂进行酰胺化改性；同时研究氨基的酰胺化程度，有效降低氨基硅油的黄变而使其柔软性不致降

文献标志码：A

文章编号：1000-4033（2009）07-0056-04

仪器：WS-SDI/O色度白度计（温州仪器仪表有限公司）、电子织物

低，并通过分子中引入磺酸基团提高其亲水性；研究选择了环境友好的烷基糖苷既作为磺化反应的相转移催化剂，又作为制备乳液的乳化剂，使磺化和乳化一步完成。研制的改性有机硅新品种将超柔软性的氨基、优异调理性的硅氧烷基以及温和性卓著的磺化琥珀酸基于一分子结构中，使其兼有几种活性基团的优点，有效地提高产品使用效果，加大产品应用范围。

YG026C型强力机（常州纺织仪器厂）、RAPID连续式轧烘焙联合机。

1.21.3

实验原理

实验原理见式（1）、（2）所示。实验方法

在配有搅拌器、温度计和回流

冷凝器的四口烧瓶中加入定量的环己烷和顺酐，通入氮气，10min内搅拌升温至预定温度，滴加GY，并控制适当的酰胺化反应温度，滴加完毕后开始计时，反应至规定时间。在上述反应装置基础上接上分水器，向反应体系中加入预定量的烷基糖苷和亚硫酸钠水溶液（亚硫酸钠水溶液质量分数按反应物含固量的30%配制），搅拌升温到预定温度，均匀缓慢加入酰胺化反应所得的产物，并控制一定的温度进行磺化反应至规定时间。回收分水器中从反应体系中蒸出的环己烷。

11.1

实验

主要原料及仪器

原料：KGY907氨乙基氨丙基

硅油（含量≥99%，氨值0.9，用GY表示，以下同，南通市崇川科兴新材料研究所），顺酐、亚硫酸钠（均为分析纯，上海化学试剂公司），烷基糖苷（用TG表示，以下同，南京金陵石化研究院），脂肪醇聚氧乙烯醚（海安石油化工厂）（以上均为工业品）；40cm×25cm纯棉白布。

作者简介：李建华（1965—），男，高级实验师，硕士。主要从事化学工程与工艺的教学和研究工作。

·56·

2009年7月1.4

织物柔软整理工艺

采用轧烘焙工艺，产品用量

针织工业No.7

16g/L，二浸二轧，轧余率70%左右，红外线预烘，烘干温度80℃，烘焙温度120℃，时间2.5min。

1.5整理织物的性能测定亲水性测定：参照AATCC79—

992水滴法［9］，测定静态织物吸完一滴水所需的时间。柔软性和滑爽性测定：采用实物手感评定法，先通过排序法决定手感最好和最差的布样，再将手感最好的布样定为

5级，最差的布样定为1级，其余布样的手感通过参照法得出。热黄变性：将整理后的布样放在烘箱中以

160℃焙烘3min，冷却后测试布样的白度和黄度。

22.1

结果与讨论

产物分子设计原则和机理氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧

响目的产物的生成和品质。因此，以最终产物的外观和磺化反应的磺化率，以及在水中的漂油情况作为考察指标，对酰胺化和磺化反应的条件进行优化研究，得到酰胺化和磺化反应的最佳工艺条件为：在

又不使柔软性降低，为此研究选择了马来酸酐作酰胺化剂对GY进行酰胺化改性，并研究不同n（胺）∶n（顺酐）值（简称为酰胺化程度，以下同）对织物整理效果的影响（其余条件参照2.2），结果见表1和图1。

由表1结果可知，经酰胺化改性前后的产品对织物的整理效果进行比较得出：白度增加，黄度减小，亲水性提高；随酰胺化程度的增加，黄度和白度的变化减小，而

烷分子中有2个氨基，含有3个活泼氢，容易造成黄变。黄变的机理是氨基氧化形成发色团（偶氮基和氧化偶氮基），这种双胺型结构具有协同效应，加速氧化作用，有利于形成发色团，使织物发黄，且整理后织物的吸水性随氨基硅油氨值的增加而变差［10］。为此，采用酰胺化剂对伯胺进行酰胺化保护，减少活泼氢。酰胺化剂一般有乙酸酐、丁内酯和碳酸酯类，其中以乙酸酐最经济，但在我国较难得到

。因此，本文研究选择了原料易得、价格低廉的马来酸酐作为酰胺化剂对伯胺进行酰胺化保护，酰胺键类似于蛋白质的碳链，和皮肤具有亲和性；同时利用马来酸酐分子中的双键具有和亚硫酸盐发生磺化加成反应的特点将磺酸基引入到分子结构中，从而提高产物的亲水性能。

70℃下酰胺化反应40～50min，n（亚硫酸钠）∶n（顺酐）=1.1∶1.0，于80℃下磺化反应4h。2.3

酰胺化程度对产物性能的影响为了降低黄变并提高亲水性，

表1A0

120℃160℃

酰胺化程度对织物整理效果的影响

A1

A

B

C

D

E

F

G

1.0∶01.0∶0.21.0∶0.31.0∶0.41.0∶0.51.0∶0.61.0∶0.71.0∶0.880.6277.043.586.209.873.53

81.5778.742.835.107.522.425428.0

82.8780.742.134.125.221.105410.0

83.0181.401.613.985.001.02558.0

83.6382.191.443.794.811.02457.0

83.7282.391.333.694.620.93445.0

83.9182.591.323.664.580.92335.0

83.9282.621.303.644.550.91224.0

布样

n(胺)∶n（顺酐）白度/%

白度变化值Δx黄度

120℃160℃

黄度变化值Δy柔软性/级滑爽性/级亲水性/s

111.8

5378.0

2.2较佳合成条件

磺化反应是以酰胺化反应为

注：A0为未经处理的布样，A1、A—G为经不同深度酰胺化改性产物所整理的布样，TG用量为酰胺化产物质量的60%。

基础的，所以酰胺化的条件直接影

·57·

No.7

撕破强力的提高率/%

针1.0∶0.6。

织工业2009年7月

软性及撕破强力提高率均下降。这可能是因为TG用量太少，磺化反应相转移催化剂少，反应不完全；或者可能是乳化剂少而不能使产物充分乳化，因而产物浑浊。TG用量太多，单位体积中柔软剂硅氧烷基琥珀酸酰胺磺酸钠的含量降低，从而使织物的 …… 此处隐藏：5604字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……