您當前的位置:檢測資訊 > 法規標準

柔軟劑分類及性能與性能測試方法

嘉峪檢測網        2019-07-03 10:46

柔軟劑的分類

柔軟劑是染整助劑中品種最多、用量最大的一類助劑。據報道,上海印染技術研究所所在1990-1999年中收集的920只國內外助劑樣品中,柔軟劑就有350只,占38%。如此多的柔軟劑品種,根據其化學結構來看,基本上是長鏈脂肪族類或高分子聚合物類兩大類。

長鏈脂肪族類柔軟劑分子結構中的碳氫長鏈能呈無規則排列的卷曲狀態,形成分子的柔曲性,其柔曲的分子吸附在纖維表面起到潤滑的作用,降低了纖維與纖維的動、靜摩擦系數。因此,長鏈脂肪族類結構一般均有較好的柔軟作用,在柔軟劑中不僅品種多,而且用量較大。這類柔軟劑根據其離子性可分為陰離子型、陽離子型、非離子型和兩性型。

另外,對于天然油脂及石蠟類柔軟劑,因為都是天然的潤滑性物質,也可作為單獨的一類,但也有根據其使用乳化劑的離子性的不同把其分別歸入不同的離子性類別。

高分子聚合物類柔軟劑主要有聚乙烯和有機硅兩大類。聚乙烯類柔軟劑的品種比較單一,用量也較少,用量也較少,使用較多的主要還是有機硅柔軟劑。

由于聚硅氧烷主鏈是很易撓曲的螺旋狀直鏈結構,其可以360度自由旋轉,旋轉所需的能量幾乎為零。

因此,聚硅氧烷獨物的分子結構符合紡織品的柔軟機理,不僅能降低纖維間的靜、動摩擦系數,而且其分子間作用力很小,又降低纖維的表面張力,是紡織品柔軟整理劑的理想材料。

有機硅柔軟劑,特別是氨基改性有機硅柔軟劑是近年來發展最快的柔軟劑品種。

 

主要柔軟劑性能介紹

由于柔軟劑能賦予織物以柔軟、舒適的手感,因此能提高織物的質量和附加價值。這符合當今追求服裝高檔、舒適的潮流。使柔軟劑的用量越來越大,這也促地使了柔軟劑品種的快速發展。現國內柔軟劑品種就有數百種,分述如下:

1、陰離子型柔軟劑:陰離子型柔軟劑除了肥皂、磺化油等外,其主要成分為琥珀酸十八醇酯磺酸鈉、十八醇酯硫酸酯等帶長鏈烷烴的防離子化合物或陰離子、非離子化合物。一般具有良好的潤濕性和熱穩定性,能與熒光增白劑同浴使用,可作為特白織物的柔軟劑。也比較適用于纖維素纖維,可賦予織物較好的吸水性,但其對纖維的吸附類似于直接染料,比較弱,故柔軟效果較差,且易被洗去。另外,由于它有浴中柔軟作用,可用于絲綢精練,以防止擦傷(灰傷)。

2、非離子型柔軟劑:非離子型柔軟劑一般為十酸(或醇)的聚氧乙烯酯(或醚)、季戊四醇或失水山梨醇的脂肪酯酯。由于非離子型柔軟劑較離子型柔軟劑對纖維的吸附性差,僅可起平滑作用。但它能與離子型柔軟劑合用,地其他相容性好,對電解質穩定性好,并且沒有使織物黃變的缺點,可作為無耐久性的柔軟整理劑,也可作合成纖維紡絲油劑的重要組成部分。其部分產品能作為織物“絲鳴音”的仿絲綢整理劑。

3、陽離子型柔軟劑:這類柔軟劑品種較多,是目前使用最普遍的柔軟劑。主要是由于大多數纖維在水中帶有負電荷,陽離子型柔軟劑容易吸附在纖維表面,結合能力較強,能耐高溫、耐洗滌,且整理后織物豐滿滑爽,能改善織物的耐磨性和撕破強力,對合成纖維還具有一定的抗靜電效果。因此被廣泛用于棉、錦綸、腈綸等織物,也有此品種適用于絲綢。但部分陽離子型柔軟劑在高溫時易引起黃變,并伴有耐光色牢度的下降。陽離子型柔軟劑一般是十八胺或二甲基十八胺的衍生物或硬脂酸與多乙烯多胺的縮合物。根據其結構又可分為叔胺類柔軟劑、季銨鹽類柔軟劑,咪唑啉季銨鹽類柔軟劑、雙烷基二甲基季銨鹽類柔軟劑等。

4、兩性型柔軟劑:兩性型柔軟劑是為了改進陽離子型柔軟劑而發展的一類柔軟劑。其對合成纖維親和力較強,沒有泛黃和使染料變色等弊病。也可用于絲綢的復練工序,使絲綢手感更好。兩性型柔軟劑還可與陽離子型柔軟劑一起使用,起到協同增效作用。這類柔軟劑一般為烷基胺內酯型結構。

5、有機硅柔軟劑:這類柔軟劑是聚硅氧烷及其衍生物的乳液或微乳液,能使織物具有良好的柔軟和平滑的手感。產品有乳液聚合,高分子硅油乳化和經改性、復配等生產工芑,已基本形成體系,供應的品種牌號也較多。但應用效果和性能仍有很大差異。


①二甲基硅沒乳液:這是在有機硅柔軟劑中最早應用的產品,用作柔軟劑的硅油相對分子質量一般為6萬-7萬。經整理后可賦予織物滑、挺、爽的手感,降低織物的摩擦系數,并提高織物的耐磨性和可縫性。但因其分子鏈上沒有反應性基團,故不能與纖維發生反應,也不能自身交聯,而只是靠分子引和附著在纖維表面,因此耐洗性較差,彈性提高也有限。

②有機硅羥乳(羥基硅油乳液):這是我國20世紀80年代使用最廣的有機硅類柔軟劑。其相對分子質量一般為6萬-8萬,相對分子質量越大,柔軟性和滑爽感越好。由于其分子鏈末端和閎基封端,因此在交聯劑、催化劑的作用下,能與纖維的反應性基軒或自身發生交聯而形成有一定彈性的高分子薄膜,因此具有耐洗性,且能提高織物的彈性。有機硅羥乳根據其使用的乳化劑離子性的不同分為陽離子有機硅羥乳和陰離子有機硅羥乳。雖然有機硅羥乳在分子鏈的末端存在羥基,對提高其親水性和乳液穩定性有一定幫助,但由于有機硅羥乳的乳液顆粒很難控制細小、均一,因此乳液的穩定性也很難掌握,在應用時易出現漂油現象,使織物上出現難以去除的油斑等疵病。因此有機硅羥乳類柔軟劑的乳液穩定性好壞也是評定其質量的重要指標。

③親水可溶性有機硅(聚醚型親水有機硅):這類有機硅柔軟劑通常是聚醚和環氧基改性的聚硅氧烷,外觀為無色透明的稠厚液體,能賦予織物良好的吸濕透氣性和抗靜電性能等,由于其屬非離子性,能與各種助劑混合應用。當其與樹脂一起使用時,能降低樹脂吸氯性和釋放甲醛量;除了用于樹脂整理和柔軟整理外,還廣泛用于涂料染色工藝,不僅可改善織物因粘合劑而影響的手感,還可以改進粘合劑粘輥筒的缺點。

④氨基改性有機硅:在聚硅氧烷的大分子鏈上引入氨基,可以使有機硅的性能得到很大改善。氨基的引入不僅能與纖維形成牢固的取向、吸附作用,使纖維之間的摩擦系數下降,而且能與環氧基、羧基、羥基發生化學反應,故能適用于棉、毛、絲、粘膠纖維、滌綸、錦綸、腈綸等各種纖維及其混紡織物。織物經其整理后,能獲得優異的柔軟性、回彈性,其手感軟而豐滿,滑而細膩。一般來講,氨基含量越高,柔軟度越好。但較高的氨基含量,也意味著較大的泛黃性。這主要是其側鏈上的—(CH2)NH(CH2)2NH2有兩個胺基(伯胺基和仲胺基),共有三個活潑氫原子,容易氧化形成發色團,而這種雙胺結構更具有加速氧化的協同作用。因此,在氨基含量和泛黃性之間,必須有一個最佳的平衡。

將氨基改性有機硅制成微乳液,在近十年來發展很快。由于在硅氧烷分子上引入了氨基,提高了其親水性,因此選用適當的乳化劑和制備工藝,即能使之成為粒徑在0.15μm以下的微乳液。由于其粒徑小于可見光的波長,對可見光沒有阻抗性,因此可使乳液變得透明。正是其顆粒的粒徑僅為普通乳液中顆粒粒徑的1/10,使微乳液中有效顆粒數增加了103倍(若濃度相同),微乳液與織物的接觸機會大大增加,且在織物表面鋪展性好,容易滲透到纖維內部。因此這種產品可賦予織物良好的內部柔軟度,這種柔軟度也更為耐久。微乳液產品的水溶性、儲存穩定性、耐熱穩定性、抗剪切穩定性一般也會更好。

 

常用的雙氨基有機硅柔軟劑雖然有很好的柔軟效果,但白度、吸水性、易去污性都較差,而且隨著聚合物中氨基官能團的增加而變得嚴重。為了改善這些缺點,可以通過氨基官能團的類型和數量的變化來實現。改變氨基官能團類型主要是將伯胺基變成仲胺基或叔胺基,如N-丙基環己胺(仲胺)和N—丙基哌嗪(叔胺)改性的有機硅柔軟劑已被開發應用于織物整理。這類柔軟劑在烘焙時可以減少泛黃,且比伯胺官能團的有機硅柔軟劑具有較少的疏水性,但使織的的手感有一些枯燥感。主要用于漂白織的和淺色織物的柔軟整理。


另外,為了獲得超平滑的手感,將二甲基硅氧烷大分子的兩端用氨基改性封端,其在織物上可以形成非常整齊的定向排列,從而獲得優異的平滑手感;如果將聚硅氧烷的部分側鏈基和兩端基均用氨基改性取代,將其作為織物整理劑,它可使織物獲得更好柔軟性。


現在有機硅柔軟劑發展很快,品種越來越多,價格也有下降,使用機硅柔軟劑的應用數量有了較大幅度的增長。除了上述的各類有機硅柔軟劑外,還有環氧基改性、酰胺基改性、羧基改性等有機硅柔軟劑。因目前應有較少,這里不一一介紹。

6、低分子聚乙烯乳液:該柔軟劑是低分子聚乙烯經氧化處理后再經乳化而成的產物。對纖維有一定的親和力,使只物具有平滑的手感,可與樹脂同浴應用,且可提高因樹脂整理而降低的撕破強力和耐磨性能,是有機硅柔軟劑推廣應用前的廉價的織物柔軟滑爽助劑。目前這類柔軟劑一般不單獨應用,可作為各類柔軟劑的復配組分,也可用作羥基硅乳液中的穩定劑。


柔軟劑性能測試方法

1.手感的評定

一般由幾個熟練的操作者根據柔軟整理織物的實際手觸感覺,對織物的柔軟性、滑爽性和豐滿度評定,用適當的文字表示手感情況。

2.耐熱變色性和耐熱泛黃性試驗

⑴試驗方法:將經過柔軟整理后的織物(耐熱變色性為有色織物;耐熱泛黃性為漂白織物),在(185±2)℃下焙烘(或壓燙)3min,冷卻后按下法判別。

耐熱色變性是通過比較加熱和未加熱織物的色相差異,用變褪色灰色樣卡評定等級。

耐熱泛黃性是通過判斷加熱織物相對于未加熱織物的黃變程度,用沾色用灰色樣卡評定等級。也可測定加熱后和未加熱織物的白度,根據白度的降低評定泛黃性能的大小。

⑵說明:

織物熱處理可用熱風干燥機、烘箱、升華牢度儀、燙焦試驗儀等設備。

根據纖維種類不同,熱處理溫度、時間等條件應不同,可根據情況而定,報告中應注明各項試驗條件。

3.伸縮性試驗

⑴試驗方法:將試樣剪成徑向24cm、緯向2cm的長條,然后在松弛狀態下,在織物中部作定長20cm的兩條標記線,將織物上端夾到固定夾上,下端加質量為5g的負荷,1min后測定標線之間的距離L2(cm),然后200g的重錘,仍留5g的負荷,1min后測定標線間的距離L3(cm)。根據測得的L1、L2、L3計算伸長率和回復率。

⑵計算:

伸長率=(L2—L1)÷L1×100%

回復率=(L2—L3)÷(L2—L1)×100%

⑶說明:針織品測定L2距離時加荷質量為100g。

4.織物耐磨性能試驗

⑴儀器與材料:

儀器:具備可測試平磨、折磨、曲磨性能的儀器,可采用日本進口的三用耐磨儀。最早有國產Y521三磨儀,現已較少使用,Y522圓盤式織物耐磨儀主要是測平磨。

其他:磨料;圓刀劃樣器(ø11.3cm);尺等。

⑵試驗方法:

①平磨:用圓刀劃樣器取直經為11.3cm的圓形試樣5塊,放在橡皮膜上,調節摩擦速度為(125±5)次/min,壓塊質量為0.45kg,氣泵壓力為28kPa,用金剛砂紙(400#水砂紙)進行多向摩擦,直至試樣磨破,儀器自動停止,記錄摩擦次數,計算平均值。

②曲磨:在布樣上取20cm×3cm(若試樣紗線密度為20根/cm以下,取20cm×4cm)經向(經×緯)、緯向(緯×經)各5塊試樣,兩邊抽去相同根數的邊紗,使試樣寬度保留2.5cm。加上根據織物平方米質量選擇的拉伸重塊和壓塊(見下表)。將試樣、刀片裝好,選擇開關撥向曲軸處,開動儀器,摩擦速度為(125±5)次/min。織物反復彎曲,在金屬刀片上往復摩擦,直至樣片磨斷為止。記錄摩擦次數,經、緯向分別取平均值(取整數)。

試驗選擇的拉塊或壓塊質量依據

柔軟劑分類及性能與性能測試方法

 

③折磨:分別取7.6cm×2.5cm的經緯向試樣各5塊,在折磨夾具上裝上試樣,壓塊質量為0.227kg或0.454kg(根據織物的平方米質量選擇)。用400#水砂紙作為磨料,向同一方向摩擦,直至試樣片磨斷。記錄摩擦的次數,經、緯向分別取平均值(取整數)。

5.柔軟度的測定—心形環法

⑴試樣準備:從待試織物上分別裁取2.5cm×25cm的經、緯向試樣各10條。

⑵測試步驟:將試樣兩端用膠帶(1.25cm×7.6cm)平整地粘貼在板條(318mm×19mm×3mm)上,其安裝如圖所示。試樣的有效長度為20.0cm,形成的心形環平面垂直于懸吊織物的平板條。1min后測量水平平板條頂部至心形環最低處的距離L(mm)。試樣的經、緯向及其正、反面各測5次,用經、緯向平均值表示。測量值L大,表示織物柔軟性較好;反之,則相對較差。另外測量值L也可表示織物定向(經、緯向)抗彎曲硬度的倒數值。

柔軟劑分類及性能與性能測試方法

⑶說明:柔軟度也可用測試硬挺度的方法進行測試。只是抗彎曲硬挺度與柔軟度是倒數關系,即抗彎曲長度越短,表示柔軟性越好;反之,則相對較差。

6.懸垂性測試

⑴試樣準備:取直徑為24cm無折痕的圓形試樣2塊,在每塊圓形試樣的中心剪(或沖)一個直徑為0.4cm定位孔。其測試用專用裝置:懸垂性測定儀

⑵測試步驟:剪取與試樣和夾持盤大小相同的制圖紙各一塊,在天平上稱量(精確至0.001g).將織物懸垂性測定儀調整到描圖法狀態,將試樣放在夾持盤上,使織物經向指向操作者,再依次放上有機玻璃劃樣板、制圖紙以及上蓋,輕輕向下按3次,靜止3min,根據懸垂后織物的投影描圖,然后剪下所描的圖樣,再次稱量。

⑶計算:

F=(m3—m2)÷(m1—m3)×100%

式中:F—懸垂系數

m1—試樣大小的紙的質量,g;

m2—夾持盤大小的紙的質量,g;

m3—懸垂后投影大小的紙的質量,g;

⑷結果:織物懸垂系數越小,表示試樣越柔軟。

7.針裂牢度—縫紉性試驗

⑴試驗機:高速縫紉機,轉速4000r/min;縫衣針9#~14#,針尖應保持光滑,不發毛。

⑵試驗方法:將試樣在標準狀態(溫度20℃,相對濕度65%)下放置24h以上,取經向60cm,緯向15cm的長方形織物,折疊成4層,成15cm×15cm的正方形,以行與行之間距離為1.3cm,經、緯向各縫兩行(成井字形),縫紉針腳密度為每2.5cm縫(11±1)針。縫紉結束,將試樣攤開,以5倍以上的放大鏡檢視試樣反面,記錄纖維被針刺斷起毛的針數,計算其占總針數的百分率。

⑶計算:斷針率=斷紗針孔數÷總針孔數×100%

⑷說明:

★若無高速縫紉機,可采用家用縫紉機,用最高轉速進行試驗。

★試驗時縫衣針上不必穿上縫紉線。

★若以上方法未能看出纖維的斷裂現象,可將試樣浸入40℃、0.5%皂洗液中10min中取出,沿經、緯向各搓洗10次,用冷水洗凈,并在低溫下晾干,再用放大鏡檢視。

 

8.機織物抗滑移性試驗

⑴試驗儀器:織物強力試驗機,拉伸速度(100±10)mm/min。

⑵試樣準備:取經、緯向試樣(整理與未整理織物)35cm×10cm各一塊,長度方向平行于緯紗的為經向試樣。在試樣的一端10cm處劃一折疊線。將試樣沿折疊線折疊,在距折痕10mm處沿寬度方向用縫紉機【針號為Nm90(14#),針跡密度為5~5.5針/cm,采用滌綸縫紉線】縫制一條直形縫,線縫必須平行于橫向紗線,且縫合試樣不能起皺。然后沿折痕裁開。

⑶將試樣夾持在試驗儀器(強力機)上,夾持中心點位于試樣縱向中心線上,預加張力不超過2N,然后對試樣施加拉伸負荷,測定施加80N(或120N,視織物滑移量而定)時織物縫線中心部位經(或緯)紗滑移的長度(mm)。比較經整理與未經整理的織物縫合處經紗(或緯紗)在某一負荷時的移量的變化。

⑷說明:機織物的抗滑移測定若按GB/T 13772.1—1992試驗,對強力機的要求較高(需能繪制負荷—伸長曲線),而且滑移量的計算也比較麻煩。因此,這里采用測定在一定負荷時的織物縫合處的紗線滑移量。

9.表面摩擦性試驗

試驗裝置由兩塊貼襯有試驗織物的木板(木塊)組成,下面一塊為上面鋪蓋有試驗織物的且一端固定而另一端可以自由調整傾斜角度的木板,上面的一塊為下面固定有試驗織物的木塊。為了使兩層織物緊密接觸,可在上木塊上放一重物。試驗時,將下木板平放在試驗桌上,上木塊放在下木板中部靠抬起的一端。然后,將下木板以固定點(或與桌面接觸點)為支點,慢慢抬起下木板的另一端,直至上木塊開始向下滑動時,測量下木板抬起的角度(θ)。

織物靜摩擦因素(μ)=tgθ

 

10.織物風格的測試

織物的手感是通過手的摸、擠、壓、捏等作用,將織物的力學性能反映到大腦,并由大腦感知,做出心理判斷。織物風格儀就是將手對織物的物理作用分解成一些基本的力學作用,如拉伸、彎曲、壓縮、剪切、摩擦等,通過適當的測量方法來測量以上力學性能的儀器。織物風格儀可將織物手感的感官測量變成客觀的定量測定。這種單項力學性能的測量在以上的方法中已介紹了一些,而織物風格儀則是將這些單項性能的測量組合在一臺儀器中。

不同類型的織物風格儀測試的力學性能有所差異,如國產SYG風格測定儀可測定織物的彎曲、壓縮、摩擦、起拱變形、交織阻力等15項力學性能指標,來表示織物的風格,其測試指標與風格的關系見下表:

SYG風格測定儀測試的織物力學性能指標

柔軟劑分類及性能與性能測試方法

 

分享到:

來源:Internet

相關新聞:

月宫游戏