聚醚嵌段氨基有机硅柔软剂的合成与应用

摘要

目前，第四代有机硅产品--氨基改性有机硅，已经成为有机硅柔软剂的主流产品。作为第四代有机硅整理剂，氨基改性有机硅具有优良的应用性能，经其整理的织物具有柔软、滑爽、穿着舒适的性能，但也存在一定的不足之处，如：(1)经其整理的织物呈疏水性，穿着时感觉闷热且难以洗涤；(2)整理后的浅色及白色织物在经过高温焙烘后会出现不同程度的黄变现象；(3)很多氨基改性有机硅乳液的稳定性很差，在储运和应用过程中经常出现“破乳漂油”现象。
　　 为了克服以上缺点，探索一种既具有良好的柔软效果，又具有亲水性，同时能减小黄变的新型亲水性氨基有机硅柔软剂是目前纺织助剂研究者的新方向。
　　 目前文献报道的亲水性氨基硅油多是以低含氢硅油、烯丙基聚醚等为原料，在改性硅油的大分子侧链上引入大分子量的聚醚链段。较大分子量的聚醚链段的引入虽可改善整理织物的吸湿性和抗静电性，但是较大摩尔质量的聚醚，会“包裹或遮蔽”氨基和有机硅的柔性主链，从而降低了氨基与织物的定向吸附作用，导致了整理织物柔软性和平滑感的下降。另外，文献报道的大多数亲水氨基有机硅柔软剂均是在有机硅侧链上引入伯氨基或者仲氨基，伯氨的存在容易造成泛黄，影响整理织物的效果。
　　 本课题合成的聚醚嵌段亲水性氨基改性有机硅柔软剂为无侧链的高分子线性直链结构，分子间的空间位阻特别小，分子主链柔顺，分子间的作用力小，表面张力极低，无需外加乳化剂进行乳化，乳液稳定性好，克服了一般氨基改性有机硅乳液的稳定性很差，易“破乳漂油”的问题；大分子的聚醚链段镶嵌在有机硅分子主链上，提高了整理织物的亲水性能，位于直链上的聚醚嵌段不会对有机硅主链和氨基产生“包裹或遮蔽”，因而具有良好的柔软性能；同时，分子主链上引入的是仲氨基和叔氨基，相对较稳定，不容易被氧化，所以整理织物几乎不会产生黄变现象。
　　 本课题以端氢硅油(PHMS)、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚(AEPH)、3-二甲胺基丙胺等为原料，采用硅氢加成和氨解反应两步法，制备了聚醚嵌段氨基有机硅柔软剂，研究了PHMS相对分子量、AEPH相对分子量、n(Si-H)：n(C=C)及合成工艺对聚醚嵌段有机硅柔软剂的性能影响。研究结果表明：第一步硅氢加成反应的最佳条件：PHMS相对分子量为2000，AEPH相对分子量为500，n(Si-H)：n(C=C)为1:1.2，反应温度为95℃，反应时间为6小时，催化剂用量为0.002％(占PHMS质量百分数)，溶剂用量为30％(占总物料百分比)；第二步氨解反应的最佳条件：n(中间产物)：n(有机胺)=2:1，反应温度为45℃，反应时间为3小时。
　　 将合成的聚醚嵌段氨基有机硅柔软剂用于织物整理，讨论了处理浴的pH、处理浴的温度、柔软剂的用量、预烘温度、焙烘温度等条件对织物的白度，断裂强力，亲水性，柔软性等性能的影响。研究结果表明：在处理浴的pH为6，处理浴温度为40℃，柔软剂用量为20g/L，预烘温度为90℃，焙烘温度为145℃时，理织物的各项性能最好。