表面活性剂在提高棉织物脱水效率中的研究

摘要

提高棉织物脱水效率不但可以节约织物在脱水干燥过程中的能耗，而且可以减少干燥所需要的时间。目前提高脱水效率的方式总体看来是从干燥机器及烘干过程着手，或是从纤维材料方面着手，这些方法均局限于物理、机械、热力学等，且相关理论研究已非常系统和深入，继续研究的空间十分有限。 本课题则从表面化学的角度出发，研究脱水时液体的表面张力、织物在水中的实时表面能，以及两者的共同作用对脱水效率的影响；通过表面活性剂复配寻找出优良的表面活性剂体系，并将其应用于棉织物的脱水干燥中，达到提高脱水效率的目的；并合成了一系列季铵盐阳离子双子表面活性剂，为后期开发新型脱水增效剂提供参考。
　　论文主要开展了以下三个方面的研究：（1）选取一系列结构明确的含氟表面活性剂，考察了氟碳表面活性剂对棉织物脱水效率的影响，通过捕正辛烷液滴法，探究了织物在水中的表面能对棉织物脱水效率的影响，从而进一步探明了从表面化学角度研究提高纤维制品脱水效率的理论基础。（2）以阳离子氟碳表面活性剂全氟辛基季铵碘化物（I）为基础，研究了复配对表面张力及棉织物在水中的表面能的影响，探讨了氟碳表面活性剂复配体系在棉织物脱水干燥中的应用。（3）合成了一系列含酯基长联接基阳离子双子表面活性剂，并对所合成的表面活性剂分子结构等进行表征和分析，考察了含酯基长联接基阳离子双子表面活性剂的表面活性，探讨了温度对其表面张力的影响，并考察了氟碳类含酯基长联接基阳离子双子表面活性剂与SDBS之间的复配性能。
　　研究结果表明：（1）氟碳表面活性剂应用于棉织物脱水时，除表面张力外，棉织物在水中的表面能也是重要的影响因素，表面能越低，脱水效率越高；阳离子氟碳表面活性剂由于电荷作用比其他表面活性剂更容易吸附到水中的棉织物表面，从而降低棉织物在水中的表面能。（2）通过表面活性剂的复配既可以降低复配体系的表面张力，又可以降低棉织物在溶液中的表面能。水溶液的表面张力与棉织物在水中的表面能之间的协同作用，可使棉织物在离心脱水过程中最大限度的提高脱水效率。（3）含酯基长联接基阳离子季铵盐双子表面活性剂具有极低的CMC值，并且与SDBS具有优良的复配性能。由于联接基较长，溶解度在常温下较差，从而导致表面张力相对较大。氟碳类含酯基长联接基阳离子双子表面活性剂（5a或5b）与SDBS的具有优良协同效应，可使表面张力从单一体系的30 mN/m降低至17 mN/m。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 棉织物脱水干燥

1.3 提高棉织物脱水效率的研究现状

1.4 表面活性剂简述

1.5 课题研究目的和主要研究内容

第二章 棉织物在水中的表面能对脱水效率的影响

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 氟碳表面活性剂的复配性能及其在提高棉织物脱水效率的应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 含双酯基长联接基阳离子双子型表面活性剂的合成及其复配性能

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小结

4.5 附件(合成表面活性剂结构表征详细数据)

第五章 结论及建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

致谢