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有机硅表面活性剂在日化及纺织行业的应用
上海硅普化学品有限公司   2014-10-23 01:16:26 作者:SystemMaster 来源: 文字大小:[][][]
有机硅表面活性剂在日化及纺织行业的应用
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  表面活性剂是同时古有疏水基团和亲水基团的一类有机化台物。它可以是低分子物.也可以是高聚物。表面活性剂按其亲水基的种类可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型。有机硅表面活性剂也可以这样分类。有机硅表面活性剂的疏水基团是由疏水性比碳链类更强的烷基硅氧烷组成,具有比碳链类更强的表面括性,在同等浓度的溶液中,具有更低的表面张力。
  随着有机硅单体生产规模的扩大和对有机硅后续产品的深人研究,人们对有机硅表面活性剂的认识进一步加深,有机硅表面活性剂的品种不断增加,应用领域不断扩大。下面按有机硅表面活性刺的类型分别介绍它们在日化、纺织方面的应用发展情况。

1 阳离子型表面活性剂
  
氨基改性聚硅氧烷(简称氨基硅油)和氨基硅烷是最典型、用量最大、用途最广的有机硅阳离子型表面活性剂。氨基有伯、仲、叔氨基及季铵基之分。由于氨基具有亲水性,所以,氨基硅油容易做成微乳液,氨基硅油乳液是纺织上应用最普遍的柔软剂;但氨基硅油存在高温易黄变和整理后的织物疏水的问题。黄变问题主要通过改变氨基种类解决,如用环己氨基或哌嗪基代替伯氨基。用环己氨基替代后,柔软性有所降低;用哌嗪基替代后柔软性不下降,但价格较贵 另外,还可用酸酐、卤代烷、丙烯酸等封闭伯氨基;根据笔者试验,以环氧基封闭效果最好;这不但能改善黄变现象,还提高了滑爽性。笔者试制了几种环氧改性剂,都有很好的效果。提高氨基硅油亲水性的途径很多: 一是在氨基硅油分子上同时接人亲水的聚醚、羧酸基、磺酸基;二是将亲水的聚醚硅烷偶联剂与有机硅单体共聚;三是将带反应性基团的聚醚接枝到氨基硅油上去。这些方法有的亲水性很好,但柔软、滑爽性不够;有的柔软滑爽,但亲水性又不够。要使氨基硅油既不降低柔软性、又具有良好亲水性,有一定的难度。道康宁公司的IX;8600就不错。笔者研究的亲水氨基硅油,无论是柔软性、还是亲水性都接近DC 8600,且价格在50元/kg以内。
  
低分子的硅烷季铵盐如DC 5700和国内许多单位研制的有机硅季铵盐抗菌剂都是三烷氧基硅烷的季铵盐。这三个烷氧基容易水解,水解生成的硅羟基可在碱催化下、于100℃ 以上自交联或在更高的温度下与纤维上的羟基、酰胺基结合形成耐洗的抗菌膜。这类抗菌剂对革兰氏阳性菌、阴性菌,白色念珠菌都有良好的抑菌性;但对某些真菌如脚气真菌的抗菌力差。我们在配方中加入抗真菌增效剂,使其抗脚气真菌效果大大提高,特别适合于处理鞋袜,使其具有抑脚汗、去脚臭、防治脚气的作用。三烷氧基硅烷季铵盐抗菌剂处理后的织物存在疏水的缺点。克服此缺点的方法是在处理工作液中加入环氧水溶性硅油。这不但能提高处理织物的亲水性,而且不影响其耐洗性;其原因是环氧基的活性大,易与织物上的活性基团结合。还可采用二烷氧基硅烷季铵盐配台三烷氧基硅烷季铵盐的方法,这样交联点减少了,季铵基团多了,抗菌性增强,亲水抗静电性增强;囡有适度交联,耐洗性下降不多。
  
阳离子型有机硅表面活性剂在日化行业主要用于柔软液洗剂、护肤、护发和美发用品。将氨基硅油微乳加入到液体洗涤剂中,由于氨基硅油带弱阳电荷,织物带负电荷,在洗涤过程中,氨基硅油能自动吸附到织物上。十八烷基三甲基氯化铵季铵盐类柔软剂容易与阴离子型表面活性剂起絮凝作用,只能在织物漂洗阶段加入;而氨基硅油微乳不存在这个问题,可与阴离子型表面活性剂配伍 若使用阴离子型氨基硅微乳更台适。
  
阳离子型有机硅表面活性剂尤其是季铵化聚硅氧烷是护发美发的最佳调理剂,用聚硅氧烷季铵盐配制的洗发香渡,具有柔软、滑爽、抗静电、易梳理等优点。但要注意,阳离于密度不宜太高、用量电不宜太多,否则易产生累积现象。若要做成综台性能优良的调理剂,还需配台亲水抗静电成分,如能在聚硅氧烷季铵盐大分子上同时接人亲水、抗静电型聚醚、磷酸酯基就更理想了。本院研制的亲水、抗静电型聚醚、磷酸酯改性聚硅氧烷季铵盐香波调理剂已投人生产;随着产品质量的不断完善.提高,市场占有率将越来越大。
  
氨基硅油也町用做香渡调理剂。透明香波要求调理剂在香波中的熔解性相当好。具有定氨值的氨基硅油可做成透明的微乳液,配台适当的阴离子表面活性剂,便可作成透明香波。本人经过多年试验发现,用氨基硅油调理剂做的香波洗发后手感容易发涩。手感发涩的原因可能是氨基硅油用量太多,在头发上吸附太多;所 ,氨基硅油用于洗发香波时应减少用量,同时降低氨值

2 非离子型表面活性剂
  
非离子型有机硅表面活性剂主要是指聚醚改性硅油。在纺织工业的用途主要是作为亲水整理剂和消泡剂,如亲水型有机硅织物整理剂CGF和水溶性聚醚改性硅油消泡剂. 亲水性聚醚改性硅油在日化行业的用途主要是作为亲水护肤、护发剂聚醚改性硅油的一个重要性能是能非常明显地降低水系或非水体系的表面张力;因而,在液体洗涤剂中甚至在三次采油体系中很有应用前景。例如:在去油污洗涤剂配方中加入0.5% ~1%的聚醚改性硅氧烷类表面活性剂, 则含0.2%去油污洗涤剂的水溶液的表面张力可降至25 mN/m以下,去油污的效果油污脱除率由原来的61%提高到90%。
  
非离子型有机硅表面活性剂的另一重要用途是作为硅油乳化剂。用1%的聚醚改性硅油便可做成稳定的硅油乳液 。

3 阴离子型表面活性剂
  
阴离子型有机硅表面活性剂包括羧酸型、磺酸型、硫酸酯型、磷酸酯型,它们可以通过带不饱和键的相应酯与含氢硅油的硅氢加成反应得到,也可以通过环氧基中间体转化。如用丙烯酸酯、a一十一烯酸酯与含氢硅油进行硅氢加成反应制成带羧基的阴离子型表面活性剂;有机硅磷酸酯可通过聚醚改性硅油分子上的羟基与五氧化二磷、多聚磷酸酯的反应得到。有机硅磺酸盐可用环氧改性硅油与亚硫酸氢钠反应得到;用此方法合成的阴离子型表面活性剂与十二烷基硫酸钠相比,表面张力大大降低(如表1所示)。
  
从表1可以看出,有机硅磺酸盐的表面张力大大低于十二烷基硫酸钠的表面张力;如加入洗涤剂配方中,将大幅度降低水的表面张力,大大提高洗涤效果。

4 两性离子型表面活性剂
  
与非硅类两性离子型表面活性剂一样,两性离子型有机硅表面活性剂也有甜菜碱型、氨基酸型、咪唑啉型等。两性离子型有机硅表面活性剂的主要特点是更加温和、更易配伍,广泛用于个人护理洗发剂中。用于洗发香波时,对眼睛、皮肤无刺激;泡沫更加稠密、丰,克服了一般有机硅调理剂的抑泡缺点。如将氨基硅油与二元酸酐反应形成的两性离子型表面活性剂作为头发调理剂,头发处理后的干湿梳理等级由对照样的4~5级提高到1~2级1] 。有机硅酰胺甜菜碱型表面活性剂用作香波调理剂时,对皮肤无刺激.配伍性好、头发梳理性好、并有光泽 。

5 结语
  
由以上介绍可 看出,有机硅表面活性剂在日化、纺织行业的应用前景是美好的。在纺织行业,主要赋予纺织品柔软、滑爽手感及抗菌防霉、抗静电、亲水、防水等特殊功能;在日化行业,主要利用了有机硅表面活性剂超低的界面张力和对人体无毒、温和、柔软滑爽的性能。

 
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