Amino-silikoni-emulsio
Aminosilikoni-emulsiota on käytetty laajalti tekstiiliteollisuudessa. Tekstiiliteollisuudessa käytetty silikonipintakäsittelyaine on pääasiassa aminosilikoni-emulsio, kuten dimetyylisilikoni-emulsio, vetysilikoni-emulsio, hydroksyylisilikoni-emulsio jne.
Mitä aminosilikonia on yleisesti ottaen saatavilla eri kankaille? Tai millaista aminosilikonia tulisi käyttää erilaisten kuitujen ja kankaiden lajitteluun hyvien tulosten saavuttamiseksi?
● Puhdaspuuvilla- ja sekoitetuissa tuotteissa, joissa on pääasiassa pehmeä kosketus, voidaan valita aminosilikonia, jonka ammoniakkiarvo on 0,6;
● Puhdas polyesterikangas, jonka pääominaisuus on sileä tuntuma, voi valita aminosilikonia, jonka ammoniakkiarvo on 0,3;
● Aidot silkkikankaat ovat pääasiassa sileän tuntuisia ja niille on annettava korkea kiilto. Amino-silikonia, jonka ammoniakkiarvo on 0,3, käytetään pääasiassa kiillotusaineeksi.
● Villa ja sen sekoitteet vaativat pehmeän, sileän, joustavan ja kokonaisvaltaisen tuntuman, jonka väri muuttuu vain vähän. Amino-silikonia, jonka ammoniakkipitoisuus on 0,6 ja 0,3, voidaan valita seostus- ja tasoitusaineiksi elastisuuden ja kiillon lisäämiseksi;
● Kashmirvillapaidoilla ja -kankailla on parempi kokonaistuntuma kädessä verrattuna villakankaisiin, ja niihin voidaan valita runsaasti sekoitteita sisältäviä tuotteita;
● Nailonsukat, joiden pääominaisuus on sileä kosketus, valitsevat erittäin joustavasta aminosilikonista valmistetun materiaalin;
● Akryylihuovat, akryylikuidut ja niiden sekoitekankaat ovat pääasiassa pehmeitä ja niiltä vaaditaan suurta elastisuutta. Elastisuusvaatimusten täyttämiseksi voidaan valita aminosilikoniöljyä, jonka ammoniakkiarvo on 0,6;
● Hamppukankaat, pääasiassa sileät, valitsevat pääasiassa aminosilikonia, jonka ammoniakkiarvo on 0,3;
● Keinotekoinen silkki ja puuvilla ovat pääasiassa pehmeitä koskettaa, ja niihin tulisi valita aminosilikonia, jonka ammoniakkiarvo on 0,6;
● Polyesteriä vähentävä kangas, pääasiassa sen hydrofiilisyyden parantamiseksi, voi valita polyeetterillä muunneltua silikonia ja hydrofiilistä aminosilikonia jne.
1. Aminosilikonin ominaisuudet
Aminosilikoniin liittyy neljä tärkeää parametria: ammoniakkipitoisuus, viskositeetti, reaktiivisuus ja hiukkaskoko. Nämä neljä parametria heijastavat pohjimmiltaan aminosilikonin laatua ja vaikuttavat suuresti käsitellyn kankaan tyyliin, kuten tuntuma käteen, valkoisuus, väri ja silikonin emulgoitumisen helppous.
① Ammoniakkiarvo
Aminosilikoni antaa kankaille erilaisia ominaisuuksia, kuten pehmeyttä, sileyttä ja täyteläisyyttä, pääasiassa polymeerin aminoryhmien ansiosta. Aminopitoisuus voidaan esittää ammoniakkiluvulla, joka viittaa millilitroihin suolahappoa, jolla on vastaava pitoisuus, joka tarvitaan neutraloimaan 1 g aminosilikonia. Siksi ammoniakkiluku on suoraan verrannollinen silikoniöljyn aminopitoisuuden mooliprosenttiin. Mitä korkeampi aminopitoisuus, sitä korkeampi ammoniakkiluku ja sitä pehmeämpi ja sileämpi valmiin kankaan rakenne on. Tämä johtuu siitä, että aminofunktionaalisten ryhmien lisääntyminen lisää huomattavasti niiden affiniteettia kankaaseen, muodostaen säännöllisemmän molekyylijärjestelyn ja antaen kankaalle pehmeän ja sileän rakenteen.
Aminoryhmän aktiivinen vety on kuitenkin altis hapettumiselle muodostaen kromoforeja, mikä aiheuttaa kankaan kellastumista tai lievää kellastumista. Saman aminoryhmän tapauksessa on selvää, että aminopitoisuuden (tai ammoniakkiarvon) kasvaessa hapettumisen todennäköisyys kasvaa ja kellastuminen voimistuu. Ammoniakkiarvon kasvaessa aminosilikonimolekyylin polaarisuus kasvaa, mikä tarjoaa suotuisat edellytykset aminosilikoniöljyn emulgoitumiselle ja mikroemulsion valmistamiselle. Emulgointiaineen valinta sekä emulsion hiukkaskoko ja -jakauma liittyvät myös ammoniakkiarvoon.
① Viskositeetti
Viskositeetti liittyy polymeerien molekyylipainoon ja molekyylipainojakaumaan. Yleisesti ottaen, mitä korkeampi viskositeetti on, sitä suurempi aminosilikonin molekyylipaino on, sitä parempi on kankaan kalvonmuodostuskyky, sitä pehmeämpi se tuntuu ja sitä sileämpi pinta, mutta sitä huonompi on läpäisevyys. Erityisesti tiukasti kierretyissä ja hienojakoisissa kankaissa aminosilikonin on vaikea tunkeutua kuidun sisään, mikä vaikuttaa kankaan suorituskykyyn. Liian korkea viskositeetti heikentää myös emulsion stabiilisuutta tai vaikeuttaa mikroemulsion valmistusta. Yleensä tuotteen suorituskykyä ei voida säätää pelkästään viskositeetilla, vaan se tasapainotetaan usein ammoniakkipitoisuudella ja viskositeetilla. Yleensä alhaiset ammoniakkipitoisuudet vaativat korkeaa viskositeettia kankaan pehmeyden tasapainottamiseksi.
Siksi sileän tuntuman saavuttamiseksi tarvitaan korkean viskositeetin omaavaa aminomuokattua silikonia. Pehmeän käsittelyn ja paistamisen aikana osa aminosilikoneista kuitenkin silloittuu muodostaen kalvon, mikä lisää molekyylipainoa. Siksi aminosilikonin alkuperäinen molekyylipaino eroaa sen aminosilikonin molekyylipainosta, joka lopulta muodostaa kalvon kankaalle. Tämän seurauksena lopputuotteen sileys voi vaihdella suuresti, kun samaa aminosilikonia käsitellään eri prosessiolosuhteissa. Toisaalta matalan viskositeetin omaava aminosilikoni voi myös parantaa kankaiden rakennetta lisäämällä silloittavia aineita tai säätämällä paistolämpötilaa. Matalaviskositeettinen aminosilikoni lisää läpäisevyyttä, ja silloittavien aineiden ja prosessin optimoinnin avulla voidaan yhdistää korkean ja matalan viskositeetin omaavan aminosilikonin edut. Tyypillisen aminosilikonin viskositeettialue on 150–5000 senttipoisia.
On kuitenkin syytä huomata, että aminosilikonin molekyylipainon jakautumisella voi olla suurempi vaikutus tuotteen suorituskykyyn. Pienimolekyylipainoinen molekyyli tunkeutuu kuituun, kun taas suurimolekyylipainoinen molekyyli jakautuu kuidun ulkopinnalle, jolloin aminosilikoni ympäröi kuidun sisä- ja ulkopuolta, mikä antaa kankaalle pehmeän ja sileän tunteen. Ongelmana voi kuitenkin olla, että mikroemulsion stabiilius heikkenee, jos molekyylipainoero on liian suuri.
① Reaktiivisuus
Reaktiivinen aminosilikoni voi tuottaa itsestään silloittumista viimeistelyn aikana, ja silloittumisasteen lisääminen lisää kankaan sileyttä, pehmeyttä ja täyteläisyyttä, erityisesti elastisuuden paranemisen kannalta. Tietenkin silloitteita käytettäessä tai paisto-olosuhteita parantamalla yleinen aminosilikoni voi myös lisätä silloittumisastetta ja siten parantaa kimmoisuutta. Hydroksyyli- tai metyyliaminopäätteisen aminosilikonin ammoniakkiarvo on sitä parempi, sitä parempi on sen silloittumisaste ja sitä parempi on sen elastisuus.
②Mikroemulsion hiukkaskoko ja emulsion sähkövaraus
Aminosilikoni-emulsion hiukkaskoko on pieni, yleensä alle 0,15 μm, joten emulsio on termodynaamisesti stabiilissa dispersiotilassa. Sen varastointikestävyys, lämmönkestävyys ja leikkauskestävyys ovat erinomaiset, eikä se yleensä riko emulsiota. Samalla pieni hiukkaskoko lisää hiukkasten pinta-alaa, mikä parantaa huomattavasti aminosilikonin ja kankaan välistä kosketustodennäköisyyttä. Pinnan adsorptiokyky kasvaa ja tasaisuus paranee, ja läpäisevyys paranee. Siksi on helppo muodostaa jatkuva kalvo, mikä parantaa kankaan pehmeyttä, sileyttä ja täyteläisyyttä, erityisesti hienojakoisissa kankaissa. Jos aminosilikonin hiukkaskokojakauma on epätasainen, emulsion stabiilisuus heikkenee huomattavasti.
Aminosilikonimikroemulsion varaus riippuu emulgointiaineesta. Yleisesti ottaen anioniset kuidut adsorboivat helposti kationista aminosilikonia, mikä parantaa käsittelyn vaikutusta. Anionisen emulsion adsorptio ei ole helppoa, ja ionittoman emulsion adsorptiokyky ja tasaisuus ovat paremmat kuin anionisen emulsion. Jos kuidun negatiivinen varaus on pieni, mikroemulsion erilaisten varausominaisuuksien vaikutus vähenee huomattavasti. Siksi kemialliset kuidut, kuten polyesteri, absorboivat erilaisia mikroemulsioita, joilla on erilaiset varaukset, ja niiden tasaisuus on parempi kuin puuvillakuiduilla.
1. Aminosilikonin ja sen eri ominaisuuksien vaikutus kankaiden tuntumaan
① Pehmeys
Vaikka aminosilikonin ominaisuuksia parannetaan huomattavasti aminofunktionaalisten ryhmien sitoutumisen myötä kankaaseen ja silikonin järjestelmällisen järjestyksen ansiosta, mikä antaa kankaalle pehmeän ja sileän tuntuman, todellinen viimeistelyvaikutus riippuu kuitenkin pitkälti aminosilikonin aminofunktionaalisten ryhmien luonteesta, määrästä ja jakautumisesta. Samalla emulsion kaava ja emulsion keskimääräinen hiukkaskoko vaikuttavat myös pehmeyteen. Jos edellä mainitut vaikuttavat tekijät saavutetaan ihanteellisen tasapainon, kankaan viimeistelyn pehmeä tyyli saavuttaa optimaalisen arvonsa, jota kutsutaan "superpehmeäksi". Yleisten aminosilikonipehmentimien ammoniakkiarvo on enimmäkseen 0,3–0,6. Mitä korkeampi ammoniakkiarvo on, sitä tasaisemmin aminofunktionaaliset ryhmät jakautuvat silikoniin ja sitä pehmeämpi kangas tuntuu. Kuitenkin, kun ammoniakkiarvo on yli 0,6, kankaan pehmeys ei lisäänny merkittävästi. Lisäksi mitä pienempi emulsion hiukkaskoko on, sitä suotuisampi se on emulsion tarttumiselle ja pehmeydelle.
② Pehmeä käden tuntuma
Koska silikoniyhdisteen pintajännitys on hyvin pieni, aminosilikonimikroemulsio on erittäin helppo levittää kuidun pinnalle, mikä muodostaa hyvän sileän tuntuman. Yleisesti ottaen, mitä pienempi ammoniakkiarvo ja mitä suurempi aminosilikonin molekyylipaino on, sitä parempi sileys. Lisäksi aminopäätteinen silikoni voi muodostaa erittäin siistin suunnatun järjestelyn, koska kaikki ketjulenkkien piiatomit ovat yhteydessä metyyliryhmään, mikä johtaa erinomaisen sileään tuntumaan.
