ES纖維與無(wú)紡織物含硅親水油劑制備和性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-23 22:21
為研制性能優(yōu)異的ES纖維親水油劑,通過(guò)研究聚醚硅油的HLB值與其水溶液表面張力、在PE薄膜上的動(dòng)態(tài)接觸角以及整理后ES無(wú)紡布的多次透水時(shí)間的關(guān)系,選取聚醚硅油S440與表面活性劑復(fù)配,探討不同HLB值下油劑多親性能的表現(xiàn)。結(jié)果表明:在聚醚硅油的HLB值為8~13范圍內(nèi),其臨界表面張力(γCMC)、臨界膠束濃度(CMC)均與HLB值呈正相關(guān),而多次滲透性與HLB值呈負(fù)相關(guān),此外HLB值為11.1的聚醚硅油表現(xiàn)出最佳鋪展性能;含硅親水油劑的多次親水性能隨油劑整體HLB值的增加而下降,其中經(jīng)HLB值較低的1-A紡絲油劑整理后的ES無(wú)紡布具備快速和持續(xù)滲透性能,其第一次滲透時(shí)間小于1.5 s,第2次至第5次滲透時(shí)間小于5 s。另外該無(wú)紡布同時(shí)具備合適的返濕量(0.10 g)和表面比電阻(2.59×108Ω·cm),基本滿足衛(wèi)生用品覆面材料的指標(biāo)要求。
【文章來(lái)源】:現(xiàn)代紡織技術(shù). 2020,28(02)
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
4種聚醚硅油的表面張力與摩爾濃度對(duì)數(shù)關(guān)系
ES纖維在紡絲過(guò)程中需將纖維拉伸至3倍長(zhǎng)度左右,為保證纖維在拉伸過(guò)程中油劑能快速均勻上液,要求油劑在纖維表面有快速的潤(rùn)濕能力。本文通過(guò)測(cè)定聚醚硅油在PE薄膜上的動(dòng)態(tài)接觸角來(lái)間接反映其在ES纖維上的潤(rùn)濕能力。圖3可見(jiàn),4種聚醚硅油的動(dòng)態(tài)接觸角大小排列順序如下:S210>S160>S140>S440,經(jīng)過(guò)30 s后,S440、S140及S160水溶液接觸角降至35°左右,表現(xiàn)出良好的潤(rùn)濕鋪展性能。比較S440與S140可知,當(dāng)親水鏈段數(shù)目相同時(shí),聚硅氧烷鏈段聚合度增加有利于硅油在PE界面的鋪展,表現(xiàn)為HLB值減小,鋪展性能提升;而比較S440與S160發(fā)現(xiàn),當(dāng)聚硅氧烷鏈段長(zhǎng)度相似時(shí),親水鏈段增加,聚醚硅油HLB值增大,而其在PE界面的鋪展性能下降。經(jīng)分析推測(cè),聚醚硅油在PE膜上的潤(rùn)濕過(guò)程是一個(gè)多因素影響的過(guò)程。當(dāng)液滴接觸PE薄膜后,聚醚硅油分子定向排列在固液界面上,聚硅氧烷鏈段指向PE表面,親水鏈段指向溶液。當(dāng)聚硅氧烷鏈段長(zhǎng)度增長(zhǎng),其與PE界面的范德華力增大,使得更多的水分子靠近PE表面,進(jìn)而導(dǎo)致固液表面張力(γsl)降低,促進(jìn)了液滴在PE表面的鋪展[14-16];但親水鏈段的增加使之受到水滴的作用力增強(qiáng),該作用力減弱了聚硅氧烷鏈段與PE界面的范德華力,導(dǎo)致聚硅氧烷鏈段無(wú)法在PE界面有效吸附,所以表現(xiàn)為接觸角增大。綜上可知,在HLB=11~13左右時(shí),聚醚硅油在PE表面可實(shí)現(xiàn)有效鋪展,且11左右時(shí)鋪展效果最佳。2.3 聚醚硅油多次透水時(shí)間
實(shí)驗(yàn)材料:聚醚硅油(編號(hào)為S210,S440,S140,S160,實(shí)驗(yàn)室自制,結(jié)構(gòu)和基本信息見(jiàn)圖1和表1);脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3,AEO-9,AEO-15,江蘇海安石油化工廠,基本信息見(jiàn)表2);異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯鉀鹽(13C-5EO-PK,13C-10EO-PK,江蘇海安石油化工廠,基本信息見(jiàn)表2);丙二醇(西格瑪奧德里奇(上海)貿(mào)易有限公司);去離子水(實(shí)驗(yàn)室自制);人工尿液(蒸餾水配制的9 g/L NaCl溶液);ES熱風(fēng)無(wú)紡布(平方米質(zhì)量20 g/m2,預(yù)先3次熱水洗脫和3次乙醇洗脫,含油率<0.01%,恒安集團(tuán));PE薄膜(恒安集團(tuán));標(biāo)準(zhǔn)吸收濾紙(尺寸100 mm×100 mm,125 mm×125 mm,奧斯龍)。表1 聚醚硅油基本性能 聚醚硅油 m n HLB 水溶液 S210 2 1 8.2 白色乳濁 S440 4 4 11.1 藍(lán)光透明 S140 1 4 12.3 微藍(lán)光透明 S160 1 6 12.9 無(wú)色透明
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ES無(wú)紡布無(wú)硅親水整理劑研究[J]. 蔡凌云,彭麗,鄭旭明. 現(xiàn)代紡織技術(shù). 2019(02)
[2]ES紡粘無(wú)紡布表面活性劑親水整理[J]. 彭麗,蔡凌云,鄭旭明. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[3]蠶絲/ES非織造布的親水整理[J]. 陳晶晶,吳海波. 東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(05)
[4]表面活性劑的性能與應(yīng)用(ⅪⅤ)——表面活性劑的潤(rùn)濕作用及其應(yīng)用[J]. 譚婷婷,郝姍姍,趙莉,徐寶財(cái). 日用化學(xué)工業(yè). 2015(02)
[5]三硅氧烷超潤(rùn)濕劑及其在植物葉表面超潤(rùn)濕鋪展機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 林璟,蔡嫻芳,盧培樸,廖麗萍,蔡曉敏,劉琴,錢(qián)淑賢,鄭成,毛桃嫣. 化工進(jìn)展. 2014(12)
[6]聚丙烯非織造布親水改性方法與評(píng)價(jià)指標(biāo)[J]. 張?jiān)聭c,錢(qián)曉明. 產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2011(07)
[7]ES纖維的發(fā)展及在非織造布領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 王紅,斯堅(jiān). 非織造布. 2008(02)
[8]表面活性劑HLB值的分析測(cè)定與計(jì)算 Ⅱ.HLB值的計(jì)算[J]. 周家華,崔英德,吳雅紅. 精細(xì)石油化工. 2001(04)
[9]ES纖維的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)[J]. 畢凱陵. 廣東化纖. 1995(03)
碩士論文
[1]ES無(wú)紡布無(wú)硅親水整理劑研究[D]. 蔡凌云.浙江理工大學(xué) 2018
[2]ES無(wú)紡布多次親水性與表面活性劑配伍的關(guān)系[D]. 彭麗.浙江理工大學(xué) 2018
[3]三硅氧烷表面活性劑的合成及性能研究[D]. 吳魯燕.浙江大學(xué) 2007
本文編號(hào):3406527
【文章來(lái)源】:現(xiàn)代紡織技術(shù). 2020,28(02)
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
4種聚醚硅油的表面張力與摩爾濃度對(duì)數(shù)關(guān)系
ES纖維在紡絲過(guò)程中需將纖維拉伸至3倍長(zhǎng)度左右,為保證纖維在拉伸過(guò)程中油劑能快速均勻上液,要求油劑在纖維表面有快速的潤(rùn)濕能力。本文通過(guò)測(cè)定聚醚硅油在PE薄膜上的動(dòng)態(tài)接觸角來(lái)間接反映其在ES纖維上的潤(rùn)濕能力。圖3可見(jiàn),4種聚醚硅油的動(dòng)態(tài)接觸角大小排列順序如下:S210>S160>S140>S440,經(jīng)過(guò)30 s后,S440、S140及S160水溶液接觸角降至35°左右,表現(xiàn)出良好的潤(rùn)濕鋪展性能。比較S440與S140可知,當(dāng)親水鏈段數(shù)目相同時(shí),聚硅氧烷鏈段聚合度增加有利于硅油在PE界面的鋪展,表現(xiàn)為HLB值減小,鋪展性能提升;而比較S440與S160發(fā)現(xiàn),當(dāng)聚硅氧烷鏈段長(zhǎng)度相似時(shí),親水鏈段增加,聚醚硅油HLB值增大,而其在PE界面的鋪展性能下降。經(jīng)分析推測(cè),聚醚硅油在PE膜上的潤(rùn)濕過(guò)程是一個(gè)多因素影響的過(guò)程。當(dāng)液滴接觸PE薄膜后,聚醚硅油分子定向排列在固液界面上,聚硅氧烷鏈段指向PE表面,親水鏈段指向溶液。當(dāng)聚硅氧烷鏈段長(zhǎng)度增長(zhǎng),其與PE界面的范德華力增大,使得更多的水分子靠近PE表面,進(jìn)而導(dǎo)致固液表面張力(γsl)降低,促進(jìn)了液滴在PE表面的鋪展[14-16];但親水鏈段的增加使之受到水滴的作用力增強(qiáng),該作用力減弱了聚硅氧烷鏈段與PE界面的范德華力,導(dǎo)致聚硅氧烷鏈段無(wú)法在PE界面有效吸附,所以表現(xiàn)為接觸角增大。綜上可知,在HLB=11~13左右時(shí),聚醚硅油在PE表面可實(shí)現(xiàn)有效鋪展,且11左右時(shí)鋪展效果最佳。2.3 聚醚硅油多次透水時(shí)間
實(shí)驗(yàn)材料:聚醚硅油(編號(hào)為S210,S440,S140,S160,實(shí)驗(yàn)室自制,結(jié)構(gòu)和基本信息見(jiàn)圖1和表1);脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3,AEO-9,AEO-15,江蘇海安石油化工廠,基本信息見(jiàn)表2);異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯鉀鹽(13C-5EO-PK,13C-10EO-PK,江蘇海安石油化工廠,基本信息見(jiàn)表2);丙二醇(西格瑪奧德里奇(上海)貿(mào)易有限公司);去離子水(實(shí)驗(yàn)室自制);人工尿液(蒸餾水配制的9 g/L NaCl溶液);ES熱風(fēng)無(wú)紡布(平方米質(zhì)量20 g/m2,預(yù)先3次熱水洗脫和3次乙醇洗脫,含油率<0.01%,恒安集團(tuán));PE薄膜(恒安集團(tuán));標(biāo)準(zhǔn)吸收濾紙(尺寸100 mm×100 mm,125 mm×125 mm,奧斯龍)。表1 聚醚硅油基本性能 聚醚硅油 m n HLB 水溶液 S210 2 1 8.2 白色乳濁 S440 4 4 11.1 藍(lán)光透明 S140 1 4 12.3 微藍(lán)光透明 S160 1 6 12.9 無(wú)色透明
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[4]表面活性劑的性能與應(yīng)用(ⅪⅤ)——表面活性劑的潤(rùn)濕作用及其應(yīng)用[J]. 譚婷婷,郝姍姍,趙莉,徐寶財(cái). 日用化學(xué)工業(yè). 2015(02)
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[7]ES纖維的發(fā)展及在非織造布領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 王紅,斯堅(jiān). 非織造布. 2008(02)
[8]表面活性劑HLB值的分析測(cè)定與計(jì)算 Ⅱ.HLB值的計(jì)算[J]. 周家華,崔英德,吳雅紅. 精細(xì)石油化工. 2001(04)
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碩士論文
[1]ES無(wú)紡布無(wú)硅親水整理劑研究[D]. 蔡凌云.浙江理工大學(xué) 2018
[2]ES無(wú)紡布多次親水性與表面活性劑配伍的關(guān)系[D]. 彭麗.浙江理工大學(xué) 2018
[3]三硅氧烷表面活性劑的合成及性能研究[D]. 吳魯燕.浙江大學(xué) 2007
本文編號(hào):3406527
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