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1、有 机 硅 柔 软 剂 的 发 展 及 展 望（杭州美高华颐化工有限公司，浙江 杭州 311231） 费炳耀 李炜摘 要：本文介绍了有机硅柔软剂的发展历史、产品分类及其应用现状和新型有机硅柔软剂产品的开发应用及功能改进，并对有机硅柔软剂的未来发展趋势进行了展望。关键词：有机硅；柔软剂；应用现状；发展趋势Organic silicon softener development and prospect(Hangzhou meigao huayi chemical Co., Ltd. Hangzhou 311231, China) FeiBingYao LiWeiAbstract: This pa
2、per introduces the development history of organic silicon softener, classification and application situation and new product development of organic silicon softener and function of organic silicon, and future development trend of softening was prospected.Keywords: organic silicon; softener; applicat
3、ion situation; development trend柔软剂是指一种能够吸附于纺织品纤维表面并使纤维平滑以改变手感，使纺织品更有舒适感的纺织助剂。目前世界上已开发使用的柔软剂品种有几千个，使用较多的主要是有机硅柔软剂。1 有机硅柔软剂的发展历史及应用现状有机硅柔软剂由于其主链为-Si-O-，比-C-O-链长，因而分子链更加柔软，具有优良的润滑柔软性能，在纺织后整理上得到了广泛的应用。其发展过程经历了以下四个阶段。第一代有机硅柔软剂起始于上世纪五六十年代，代表产品有二甲基聚硅氧烷（PDMS）和羟基硅油乳液。第一代产品具有成本低，处理后织物色变小，非常润滑等优点。但因为缺少反应性功能团所
4、以耐洗性差，手感柔软度和回弹效果也很差，并且乳液会不稳定及分层而导致硅油斑的产生。目前第一代产品已很少作为织物柔软剂使用，一般用作纱线润滑剂、填充纤维处理剂或化纤纺丝油剂。二甲基硅油（PDMS） 羟基硅油由于第一代有机硅柔软剂存在着功能单一，在使用中极易破乳漂油等问题，从上世纪八十年代开始有机硅工作者竞相开发了第二代有机硅柔软剂，即改性有机硅柔软剂。这类产品是通过在硅氧烷侧链上引入氨基、环氧基或进行乳液聚合。第二代产品大大提高了织物的耐洗性，并依靠不同的基团赋予织物不同的风格。氨基改性硅油拥有顺滑手感及回弹效果，耐洗性好，并能改善织物撕破强力，可与树脂同浴使用。但其也存在乳液会不稳定及分层而导
5、致硅油斑的产生，一般吸水织物整理后会不亲水，有较大黄变和色变等缺点。氨基改性硅油是目前市场上使用率最高的改性有机硅织物柔软剂。环氧基改性硅油手感比较干爽有回弹效果，处理后织物黄变很小，能改善织物撕破强力，可与树脂同浴。但经整理后织物缺少丰满柔软感，乳液会不稳定及分层而导致硅油斑的产生，一般吸水织物整理后会不亲水等缺点。一般应用于拒水柔软整理。乳液聚合硅油生产过程中聚合和乳化同时进行，生产成本低，乳液粒子较大，顺滑感非常好。主要缺点是手感软度不好，产品储存过程中会有少量析出物。主要应用在各类纤维织物的顺滑感处理。氨基改性硅油 环氧基改性硅油 乳液聚合硅油进入上世纪九十年代，开发者通过在硅氧烷侧链
6、上引入聚醚活性基团，使经第三代有机硅柔软剂整理后织物的亲水性能得到改善，代表产品有聚醚改性硅油和氨基（环氧基）/聚醚改性硅油。单纯聚醚改性硅油可提供瞬间吸水功能，具有水分散/水可溶特性，处理后织物没有黄变和色变，不需要乳化，没有分层和油斑问题，织物处理后可再染和再印。但经其整理后的织物顺滑感差，同时也没有丰满柔软感，且亲水性和柔软感不耐久，对织物的撕破强力也没有改善。该类产品只适用于需要瞬间吸水的，并且手感要求一般的柔软整理。氨基（环氧基）/聚醚改性硅油同单聚醚改性硅油相比，主要是手感优于单聚醚改性硅油，黄变略高，主要作为一般织物的通用型亲水柔软整理剂。聚醚改性硅油 氨基（环氧基）/聚醚改性硅
7、油2000 年前后，国外有机硅工作者开发出了第四代有机硅柔软剂线性嵌段多元共聚改性有机硅柔软剂（以下简称线性嵌段硅油） 。第四代产品集前三代产品的优点并很好地避免了前三代产品存在的问题，是综合性能非常优异的新型有机硅柔软剂产品。该类产品具有适用范围广，可用于各种纤维及织物；使用方便简单，在水中极易分散，基本不用乳化剂或使用很少量乳化剂，高浓产品可直接使用；相容性非常好，对强酸、强碱、高电解质等都有极佳的稳定性；非常好的高温、高剪切稳定性，对工艺及设备的适应性及灵活性极高；产品使用不分层、破乳，无油斑，不粘辊，不粘缸；极低的黄变和色变；较好的耐洗性；手感丰满蓬松，富有弹性，滑爽，丝质感强，有近似
8、“天然”的舒适感，克服了传统氨基硅油过分“油腻”的缺点；手感提升性非常好，可做到超级柔软；中等以上的亲水性，可与有机氟易去污整理同用；可修色，可剥除，可再染和套染，不会造成二次污染；基本不影响涤纶上分散染料的热迁移牢度，保持柔软整理前水洗、摩擦色牢度。鉴于第四代线性嵌段硅油的众多优越性，目前国内一些化工助剂商也在重点研究开发，市场已有相似产品销售。线性嵌段多元共聚改性有机硅柔软剂2 新型线性嵌段硅油的优越性2.1 减少或不用乳化剂，降低环境污染目前市场使用率最高的仍是氨基硅油乳液，阳（或阴）离子氨基硅油乳液反应所用乳化剂为硅油质量的 25%以上；非离子氨基硅油乳液所用乳化剂更高达硅油质量的 4
9、0%以上。据报道，2010 年用于纺织化学品行业的硅油预计接近30000 吨，预计 2015 年数量更可达 58000 吨。假设到 2015 年有 1/2 的硅油采用线性嵌段多元共聚生产工艺，乳化剂用量按硅油质量的 30%计算，则可减少乳化剂生产使用量为 5800050%30%=8700 吨。如此即可减少柔软剂污水的排放量和降低污水 COD 和 BOD 处理压力，又省去乳化过程起到了很好的节能减排、缩短工艺时间的效果。2.2 使用稳定性高，适应多种工艺设备氨基硅油微乳工作液属于不稳定体系，在使用时，随着使用条件的不同和变化，比如机械力增强、整理温度升高、水质变差等，破乳、漂油和粘缸现象时有发生
10、，给使用厂家带来很大的麻烦。而且在许多场合，比如溢流喷射染色机中，还限制了对其的应用。线性嵌段硅油与普通氨基硅油相比具有更好的耐酸、耐碱、耐电解质、耐高温、耐剪切性能，与其它多种助剂的相容性也更好。产品适用于各种工艺，浸渍、浸轧均可；适用于多种设备，轧车、常温绳状机、筒子纱缸、溢流染色机、气流染色机等。产品在正常使用过程中不易破乳漂油，不粘辊，不粘缸，不易产生硅油斑。使用稳定性极高，操作工艺适应面广，让工厂安心使用，减少停机清洗次数，提高定型效率。2.3 中等以上亲水性，回修方便氨基硅油使用过程中极易在布面形成顽固的硅油斑，用普通方法很难去除，最终影响了产品的交货率。而且返工布复染和回修色花率
11、较高，如果不去除掉布面上的有机硅柔软剂就进行复染或回修，因为布匹不亲水根本不上色，去除得不干净则会造成明显色花，只有去除掉返工布匹上的有机硅柔软剂才能进行复染和回修。线性嵌段硅油如含有合适比例的聚醚链段则产品可提供中等以上亲水性，经整理后的织物回修方便，可修色，可回定，易剥除，可再染和套染，不会造成二次硅油斑污染。易回修性能带给工厂极大的方便，减少了二次疵品的几率，达到了节能、降本、省时、增效的目的。2.4 手感优异，提升性好线性嵌段硅油具有适用范围广，可用于各种纤维及织物，综合手感好，丰满蓬松富有弹性，手感滑爽丝质感强，有近似于“天然”的舒适感，克服了传统氨基硅油过分“油腻”的缺点。线性嵌段
12、硅油具有极高的渗透性能，即能完全渗透到纤维内部，又能均匀包覆在纤维表面，不会堆积在纤维表面造成油腻感。同时从内部软化纤维结构，所以对一些高支高密、厚实织物具有很好的软化性能，手感提升性好，避免因手感未达要求而再次上柔软。2.5 黄变、色变小，对分散染料色牢度影响小线性嵌段硅油因其结构优势，具有比氨基硅油更小的黄变和色变。分散染料因热定型后热迁移造成的牢度下降是指涤纶采用分散染料染色后，在高温处理时，由于后整理助剂的影响，分散染料产生的一种热泳移，这种现象也可能出现在染色织物长期贮存中。热迁移现象是分散染料在两相溶剂（涤纶纤维和助剂）中的一种再分配现象。因此所有能溶解分散染料的助剂，都能产生热迁
13、移作用。如果无第二相溶剂存在，就不可能产生热迁移现象；如果第二相溶剂对染料呈弱溶性，或者是第二相溶剂数量很少，则热迁移现象也相应减弱。热迁移的原因是由于纤维外层的助剂在高温时对染料产生溶解作用，染料从纤维内部通过纤维毛细管因高温而拓宽迁移到纤维表层，使染料在纤维表面堆积，造成了一系列的影响，如色变，在熨烫时沾污其它织物，耐摩擦、耐水洗、耐汗渍、耐干洗和耐日晒牢度下降。严重影响热迁移牢度的是作为柔软剂的氨基硅油微乳液，因为其中会有硅油质量 25%以上的非离子表面活性剂作为乳化剂，它使分散染料不能凝聚成缔合体，反而将其增溶于胶束核内，由于没有极性，在涤纶纤维毛细管内自由移动，加速染料从纤维内部向表
14、面迁移，造成牢度下降。线性嵌段硅油因为不用乳化剂或使用极少量乳化剂，所以可以很好解决热迁移造成色牢度下降的问题。2003 年 1 月 1 日起强制执行的生态纺织品技术指标包含四个色牢度，即耐水洗、耐汗渍（酸性和碱性） 、耐摩擦（干摩及湿摩）和耐唾液牢度，与 pH 值、甲醛、异味。线性嵌段硅油的使用，让长期受困于色牢度指标的印染企业看到了希望，避免了因色牢度问题造成的客户索赔问题。2.6 经整理面料穿着舒适，易打理氨基硅油因具有“超柔软”的织物整理效果而广泛应用于各种天然纤维及合成纤维的柔软整理。经其整理的织物具有柔软、滑爽、丰满、回弹性好、防皱、挺括、耐洗等优点，但也存在织物因呈疏水性而使穿着
15、舒适性变差的缺点。线性嵌段硅油亲水性优于氨基硅油，部分产品可做到瞬间亲水效果，穿着舒适度大大提高，手感可与氨基硅油相媲美，同时耐洗性也较好。经整理的织物亲水，具有一定的抗静电效果，使织物不易吸附空气中的灰尘等物质，具有一定的防污功能，织物亲水使其也更容易洗涤。3 未来有机硅柔软剂发展展望当前国际纺织印染工业发展日新月异，高新技术不断注入，新纤维不断涌现，产品向着高档、舒适、健康及生态绿色方向发展。纺织有机硅柔软剂的未来发展趋势有以下几个方面：（1）我国有机硅柔软剂的研究和开发已取得了很大的进展，但与国外相比产品种类相对较少，档次较低，部分高档产品仍需进口，因此需要加大对有机硅整理剂的研究、开发
16、和应用力度，从而提高我国纺织产品的竞争力。特别是要加大第四代线性嵌段多元共聚产品的研究开发力度，响应国家“节能减排，降本增效”的号召。面对国内外纺织品市场的蓬勃发展以及人们对功能性整理织物要求的不断提高，第四代有机硅柔软剂对提高我国后整理技术、改变产品结构、增加产品附加值将起到重要作用；（2）在柔软剂的合成中，要使原料最大量地进入产品中，即提高原子的经济性。设法降低能耗，尽量在常温、常压下合成。在合成时，可选用高效的催化剂提高反应效率。尽量减少乳化剂的使用量，增加自乳化硅油的生产比例。（3）线性嵌段硅油独特的结构特性，用于织物整理时不仅能赋予织物柔软、滑爽的手感，还可以使织物具有抗皱、抗静电、亲水等性能，使其成为中高档织物的首选整理剂，越来越受到纺织界人士的关注。单一的品种虽然有其优良的性能，但其亲水、柔软、弹性、白度和耐
