表面活性劑的應用及發(fā)展1

1、表面活性劑的應用及發(fā)展包麗 5801311069摘要：綜述了表血活性劑在紡織工業(yè)中的運用，介紹了高分子表血活性劑，元素表面活性劑 和gemini活性劑將是今后研究的熱點，著重介紹有機硅類表面活性劑在日化及紡織業(yè)中的 運用。關(guān)鍵詞：表面活性劑應用發(fā)展有機硅白20世紀40年代進入工業(yè)生產(chǎn)以來，表面活性劑獲得了廣泛的應用，被譽為“工業(yè)味 精”。表血活性劑分子具有兩親性，在水溶液中極易富集于表血，從而顯著改變?nèi)芤盒再|(zhì)， 且隨分子中親水和親油比例，結(jié)構(gòu)不同，表現(xiàn)出的性質(zhì)亦有差異，它們具有分散潤濕或抗粘, 乳化或破乳，起泡或消泡以及增溶，洗滌，防腐和抗靜電等一系列物理化學性能，在紡織工 藝生產(chǎn)過程屮，從散

2、纖維的精制，紡絲，紡紗，織布，染色，印花和后整理等各種工序都可 以用到，因此，表面活性劑對紡織行業(yè)的貢獻很大。1表面活性劑在紡織工業(yè)中的應用1.1洗凈劑洗凈劑也稱洗滌劑，在纖維紡織過程中應用廣泛，如棉布的退漿和煮練、羊毛的脫脂和 洗滌、生絲的脫膠、合成纖維的脫油、織物染色和印花后清除未固色的染料等工序，都使用 洗凈劑。其在水屮具有乳化、潤濕、起泡、膠溶和懸浮等性能，從而表現(xiàn)出顯著的去污能力, 且耐硬水，遇到鈣、鎂離子不會產(chǎn)生沉淀，在水中不產(chǎn)生游離堿，不會損傷絲、毛織物的強 度，不僅能在堿性或屮性溶液中使用，還可在酸性溶液屮使用，洗滌過程快，用量少，低溫 也可洗滌1,2,現(xiàn)今逐步被脂肪醇聚氧乙烯

3、瞇硫酸鹽（aes）、仲烷基磺酸鹽（sas）、- 烯坯磺酸鈉（aos）、 a磺基脂肪酸甲酯鈉鹽（mes）、脂肪醇聚氧乙烯瞇 竣酸鹽（aec）,以及新型產(chǎn)品茶皂素、多肽基表面活性劑代替3。在紡織加工的洗滌過程中，有些工序不僅要考慮到洗滌效果，而且還要考慮到織物的柔 軟性和是否褪色等問題，因此開發(fā)新型的具有良好洗滌效果又能保持織物的柔軟性和色澤 的穩(wěn)定性的表面活性劑成為當今新型表面活性劑研發(fā)的熱點。隨著人們環(huán)保意識的增強和紡 織品出口面臨著更加嚴峻的國際環(huán)境標志認證壁壘，開發(fā)高效、低刺激性和易生物降解的凈 洗劑已成為當今紡織業(yè)面臨的迫切課題。1.2勻染劑和分散劑表面活性劑可以增加染料的溶解度，增強其

4、纖維上的滲透力和附著力，增強其色澤和提 高紡織品的耐洗度。某些陰離子表面活性劑，如烷基磺酸鈉、高級脂肪醇硫酸鈉鹽等，對用 作天然纖維、錦綸纖維的親纖維型勻染劑。高級脂肪醇聚氧乙烯儲等非離子表面活性劑主要 用于還原染色，也可用于分散染料、直接染料的染色。現(xiàn)在勻染效果較好的勻染劑是各種陰 離子表面活性劑的復配體系，或陰離子和非離子表面活性劑的復配體系。分散劑是染料加工 和染料應用中不可缺少的助劑，分散劑在染色中具有兩個主要特殊作用：一是拆開聚集離子 的反絮凝作用；二是保持分散粒子穩(wěn)定的能力。有的分散劑本身就兼有分散性和移染性等多 種作用，既可作為染料加工用擴散劑，又可作為印染屮的勻染劑。當前使用的

5、分散劑中，以陰離子型表面活性劑為主，主要有蔡磺酸鹽甲醛縮合物和木質(zhì) 素磺酸鹽等;其次是壬基酚聚氧乙烯瞇等非離子型表血活性劑，后者常與其他類型表血活性 劑復配使用。陽離子型和兩性型表面活性劑在應用上有一定的局限性。隨著各種新型染色技術(shù)的逐步成熟，比如微波染色4、泡沫染色、數(shù)碼印花5和超臨 界流體染色6等，對勻染劑和分散劑提出了更高的要求。13柔軟劑為使織物具有持久的滑爽柔軟手感，就需使用柔軟劑，大部分柔軟劑屬于表面活性劑。 陰離子柔軟劑應用較早，但由于纖維在水中帶有負電荷，所以不易被纖維吸附，因此柔軟效 果較弱。非離子型柔軟劑的手感和陰離子近似，不會使染料變色，能與陰離子型或陽離子型柔軟 劑合用

6、，但對纖維的吸附性不好，耐久性低，并且對于合成纖維幾乎沒有作用，主要應用于 纖維素纖維的后整理和在合成纖維油劑中做柔軟和平滑組分。陽離子表面活性劑和各種纖維結(jié)合的能力強，能耐高溫和經(jīng)受洗滌，耐久性強，用于整 理織物可獲得豐滿的手感和滑爽感，使合成纖維具有一定的抗靜電效果和良好的殺菌和消 毒能力，并能賦予纖維很好的柔軟效果，是目前最為重要、使用最廣泛的柔軟劑。陽離子表 血活性劑目前絕大多數(shù)仍為含氮化合物，常用類型有叔胺鹽類和季鞍鹽類。其中叔胺鹽類只 在酸性介質(zhì)中呈陽離子性，而季鍍鹽類在任何介質(zhì)內(nèi)均呈陽離子性，是應用最廣的一類7 取而代之的新一代綠色產(chǎn)品大多是含有酯基或酰胺基或耗基等親水性基團的表

7、面活性劑, 極易被微生物分解為c18、c16脂肪酸和較小的陽離子代謝物，對環(huán)境損害小。1.4抗靜電劑為消除或防止紡織過程中各工序產(chǎn)生的靜電和在織物整理工序時或過程中的靜電，必 須使用抗靜電劑。其作用主要在于使纖維的表面具有吸濕性和離子性，從而降低纖維的絕緣 性，提高導電度，并能中和電荷，達到消除或防止靜電產(chǎn)生的目的。表面活性劑屮，陰離子型抗靜電劑的品種是最多的。以烷基酚聚氧乙烯瞇硫酸酯類效果 較佳。一般陽離子型表面活性劑不僅是效力較高的抗靜電劑，而且具有優(yōu)良的滑爽柔軟性和 纖維附著性。其缺點是能使染料變色，耐曬牢度降低，不能和陰離子型表面活性劑合用，腐 蝕金屬，毒性強，對皮膚有刺激性等，故使用

8、受到限制，很少用于油劑，而主要用于織物的 整理。用作抗靜電劑的陽離子型表面活性劑主要是季錢化合物和脂肪酸酰胺兩大類。甜菜堿 型兩性表面活性劑除具有良好的抗靜電作用外，還有潤滑、乳化和分散作用。非離子表面活 性劑吸濕性強，能用于纖維的低濕狀況。它們一般對于染料染色性能不發(fā)生影響，可在較寬 范圍內(nèi)調(diào)整黏度，其毒性小，對皮膚刺激性小，所以被廣泛使用，是合成油劑的重要組分。非 離子型抗靜電劑主要類型是脂肪醇聚氧乙烯醸和脂肪酸聚乙二醇酯等。1.5滲透劑和潤濕劑滲透劑和潤濕劑是促進纖維或織物表面快速地被水潤濕，并向纖維內(nèi)部滲透的助劑。能 使液體滲透或加速深入孔性固體內(nèi)的表面活性劑稱為滲透劑。滲透的前提是必

9、先潤濕才能吸 附。潤濕就是指液體與固體接觸后，液體在固體表面鋪展的程度。因此，滲透劑和潤濕劑不 僅用于退漿、煮煉、絲光和漂白等前處理工序，并且廣泛應用于印花和后整理工序。對于滲透劑和潤濕劑的特性要求是：1）能耐硬水及堿；2）滲透性強，能縮短工時；3）經(jīng) 其處理后的織物毛細管效應改進顯著。陽離子表面活性劑不適于作潤濕劑，因為它們會吸附 在纖維上阻礙潤濕。兩性型表面活性劑在應用上有一定的局限性。因而，用作滲透劑與潤濕 劑的表面活性劑主要有陰離子和非離子表面活性劑。此外，在紡織工業(yè)中，表面活性劑還可用作精練劑、乳化劑、發(fā)泡劑、平滑劑、固色劑 和防水劑等被使用。2表面活性劑在紡織工業(yè)中的應用發(fā)展2.1

10、高分子表面活性劑所謂高分子表面活性劑是指相對分子質(zhì)量在數(shù)千 以上，且具有表面活性的物質(zhì)，是一種新型的很有發(fā) 展前途的表面活性劑，它能形成膠束把染料分子包裹 起來，在某種條件下控制染料分子慢慢釋放，起到勻 染效果，在紡織工業(yè)中應用廣泛。2.2元素表面活性劑含有氟、硅、磷和硼等元素的表面活性劑稱為元素表面活性劑。由于氟、硅、磷和硼等元素 的引入而賦予表面活性劑更獨特、優(yōu)異的性能。其中含氟表面活性劑與普通表面活性劑相比, 無毒或毒性非常小，它們具有高表面活性、高耐熱穩(wěn)定性、高化學穩(wěn)定性和憎水憎油等優(yōu)良而獨特的性能。在紡 織工業(yè)中，含氟織物整理劑主要用作織物防水防油整理劑、防污、滑爽及耐洗整理劑和纖維

11、 加工劑等15,經(jīng)其整理后的紡織品具有多種優(yōu)異的性能，因而倍受國內(nèi)外市場的關(guān)注和歡 迎。以磷酸酯表面活性劑為代表的含磷表面活性劑在化纖工業(yè)屮已作為高效抗靜電劑、潤濕 劑和乳化劑。其中烷基磷酸酯是很有前途的一種，可在前處理過程中用作精煉劑、滲透劑，其 去污力優(yōu)于牛油醇硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醸。有機硼表面活性劑是一種半極性的化合物，是由具有鄰輕基的多元醇、低碳醇的硼酸三 酯和某些脂肪酸所合成的。通常為非離子型，堿性介質(zhì)屮重排為陰離子型。含硼表面活性劑 高溫下極穩(wěn)定，可以水解，具有優(yōu)良的表面活性、抗靜電性及抗菌性，毒性較低，其用途還在 進一步研究當中。2.3 gemini表面活性劑

12、此類表面活性劑是通過一個聯(lián)接基將兩個傳統(tǒng)表面活性劑分子在其親水頭基或接近親 水頭基處連接在一起而形成的一類新型表面活性劑19。與傳統(tǒng)表而活性劑相比，陽離子 gemini表面活性劑具有顯著的緩染作用，可作為一種新型緩染劑應用于纖維染色20。3.有機硅類表面活性劑在日化及紡織業(yè)中應用有機硅類表面活性劑是隨著有機硅新材料發(fā)展起來的一種新型表面活性劑，具有優(yōu)良的 降低表面張力的性能以及優(yōu)良的潤濕性，消泡性和穩(wěn)泡性，有機硅表面活性劑是由聚硅氧烷 和親水基組成，具有比普通表面活性劑更好的表面活性劑和易展開性，這些特性來源于聚氧 硅烷的低表面張力和弱分子間作用力。隨著有機硅單體生產(chǎn)規(guī)模的擴大和對有機硅下游產(chǎn)

13、品的深入研究，有機硅表面活性劑 的品種不斷增加，應用領(lǐng)域不斷擴大，下面按有機硅類活性劑類型分別介紹它們在日化和紡 織方面的應用及發(fā)展情況。3.1陽離子型有機硅表面活性劑氨基硅油和氨基硅烷是最典型，用量最大和用途最廣的有機硅陽離子型表而活性劑。目 前已經(jīng)研制出耐高溫防破乳的新型有機硅柔軟劑，有機硅季錢鹽能與纖維發(fā)生牢固結(jié)合，具 有良好的耐洗性。在日化行業(yè)中主耍用于柔軟劑，護膚，護發(fā)和美發(fā)用品，季錢化聚硅氧烷是護發(fā)美發(fā)的 最佳調(diào)理劑。3.2非離子型有機硅表面活性劑非離子型有機硅表面活性劑表面活性劑是應用非常廣泛的一類表面活性劑，能與其他 類型活性劑復配起到協(xié)同和增效作用，具有消泡，乳化，凈洗和分散

14、作用，非離子型有機硅 活性劑主耍指聚瞇改姓硅油，在紡織工業(yè)主耍用途是作為親水整理劑和消泡劑。3.3陰離子型有機硅表面活性劑陰離子有機硅油表面活性劑包括竣酸鹽型，磺酸鹽型，硫酸鹽型，硫酸酯型和磷酸酯型。 有機磷酸酯可通過聚醸改姓硅油分子上的徑基與五氧化二磷，多聚磷酸酯反應得到。有機硅 磺酸鹽可用環(huán)氧改姓硅油與亞硫酸氫鈉得到。用此法合成的陰離子型表面活性劑與十二烷基 硫酸鈉相比，表面張力大大降低，有機硅磺酸鹽的表面張力大大低于十二烷基硫酸鈉的表面 張力，如加入洗滌劑配方中，將大幅度降低水的表而張力，大幅提高洗滌效果。因此，陰離 子型有機硅表面活性劑在紡織工業(yè)中主要用作洗毛劑和均染劑。3.4兩性離子

15、型有機硅表面活性劑此類型活性劑有甜菜堿型，氨基酸型以及咪昵咻型等，主要特點是更溫和，更易配伍, 廣泛用于個人護理品中，用于洗發(fā)香波時，多眼睛和皮膚無刺激，泡沫更加稠密和豐富，克 服了 一般有機硅調(diào)理劑的抑泡缺點。3.5有機硅表面活性劑的應用前景有機硅是半無機，半有機機構(gòu)的高分子聚合物，對環(huán)境無毒，無污染，又呈生理惰性, 因此它在日化和紡織行業(yè)的應用前景是美好的。為了適應不同纖維和不同用途的產(chǎn)品要求, 需要針對性調(diào)理劑，述需要配合親水抗靜電劑生產(chǎn)特種有機硅整理劑，有機硅的應用促進紡 織品的差別化，高檔化，隨著新的有機硅產(chǎn)品的不斷問世，必將進一步推進紡織品的優(yōu)良化, 功能化，生態(tài)化，在tl化行業(yè)，

16、主要利用有機硅表面活性劑的超低界面張力和對人體無毒, 溫和以及柔軟滑爽的性能，與國外對有機硅表面活性劑的研究還不夠深入，希望從事日化以 及紡織助劑的同行專家攜起手來，為我國日化紡織業(yè)的發(fā)展共同努力。4結(jié)束語：表面活性劑在日化紡織業(yè)屮廣泛應用，其技術(shù)作用和經(jīng)濟價值很大，是不可或缺 的重要助劑。近年來，許多具有特殊化學結(jié)構(gòu)的功能性表面活性劑以及綠色表面活性劑等應 運而生，為紡織生產(chǎn)提供更適宜更有效的化學助劑。展望未來，相信隨著發(fā)展的和科技進步, 表面活性劑在口化和紡織應用中將發(fā)揮更加重要的作用。5.參考文獻：11薛廣波實用消毒學m.北京：人民軍醫(yī)出版社，1986, 506- 508.2呂艷萍，李臨生，安秋鳳.織物抗菌整理劑有機硅季鞍鹽 asqa的合成及應用j.印染助劑,2005, 22( 1): 20- 23. 唐育民，陸寧寧.綠色印染助劑的開發(fā)與原料選用j.印染 助劑,2000, 17( 5): 6- 10.4侯海濤.印染行業(yè)節(jié)約能源的乂一途徑：微波染色j.毛紡 科技,2004( 7) :49.15張志鋼.數(shù)碼印花技術(shù)的應用與前景分析山.網(wǎng)印工業(yè)， 2002( 3): 40- 42.e ba