有机硅柔软剂的发展与展望

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有机硅柔软剂的发展与展望

1.概述

柔软剂是能增加纤维材料柔软性的物质。性能优良的柔软剂还可使纤维获得特殊的手感，赋予产品不同的整理风格，提高质量档次与附加值，增加服装穿着舒适性。

工业上使用的柔软剂按其主要有效成分可分为油脂型、表面活性剂型、反应型与聚合物型四大类。早期使用的柔软剂主要为前3类，进入70年代后聚合物柔软剂的发展与使用很快引起了人们的重视，并成为柔软整理的主流。在聚合物型柔软剂系列中，有机硅柔软剂(主要成分为聚有机硅氧烷)的性能最好、产量最大。据统计，全球目前用于纺织后整理助剂的硅氧烷约15万吨，其中柔软剂占70%～80%。

有机硅柔软剂的性能特点

聚有机硅氧烷分子具有下列特性：

(1)良好的电绝缘性、阻燃性、耐候性；

(2)理想的生理与化学惰性、无毒害、不污染生态环境；

(3)玻璃化温度低、耐高低温性能好、粘温流变性小；

(4)低表面张力引起的易铺展成膜性、消泡性、疏水性与润滑性。

另外，聚二甲基硅氧烷的部分甲基被其它有机基团如聚醚基、环氧基、醇羟基、巯基、羧基、磷酸酯基、氨基或氟烃基取代形成的改性硅油，除有上述通性外，还具有这些有机基团所赋予的附加性能。

所以，聚有机硅氧烷乳液用于织物的浸轧整理，不仅能有效隔离纤维，避免纤维与纤维直接接触，而且能使纤维表面的摩擦系数降低，使纤维易于相对滑动表现出柔软性。聚有机硅氧烷乳液整理的织物具有如下优点：

(1)舒适的手感，理想的柔、滑、弹、挺性能；优良的抗皱性、悬垂性；

(2)一定的抗水性，良好的透气性；

(3)织物的抗摩性、抗撕裂强度增加，可缝纫性增强；

(4)混纺/化纤织物有仿棉、仿麻、仿毛或仿丝绸效应；

(5)使棉、麻、毛、丝绸等织物的尺寸稳定，防缩性提高

3.有机硅柔软剂的发展阶段

3.1第一代有机硅柔软剂

甲基硅油乳液(简称甲基硅乳)和甲基硅油与含氢硅油的共混乳液可称为第一代有机硅柔软剂。

1950年到1970年这20年期间，纺织工业所用的有机硅柔软剂基本上都属于此类。目前这类产品因性能不好已被完全淘汰。

3.2第二代有机硅柔软剂羟基硅乳

• 羟基封端或主链中含硅羟基的聚二甲基硅氧烷乳液称为羟基硅乳。

• 由于其主链末端或中间的硅羟基有反应性，受热时能进行交联，也能与纤维素上的醇羟基脱水形成醚，因此具有良好的成膜性和结合牢度。

• 根据所用乳化剂的不同，羟基硅乳可分为阴离子、阳离子、复合离子及非离子四种类型。

3.2.1阴离子型羟基硅乳

阴离子羟基硅乳，相对分子质量大，稳定性较好，与阴离子树脂、助剂可混配使用，能使树脂用量减少20%~50%。稀释后用于织物的柔软整理，能在织物表面形成适度交联的有机硅薄膜，不仅可改善织物的手感，而且可使织物的抗撕裂强度提高，干态急、缓弹性分别由237.6°和270°提高到253.3°和287.3°，耐洗性达到15次。此外，阴离子羟基硅乳的整理浴液中配入少量的三甲氧基甲基硅烷效果会更好。

3.2.2阳离子羟基硅乳与复合离子型羟基硅乳

阳离子羟基硅乳相对分子质量较小，稳定性较差，与阴离子树脂或助剂不能配伍使用，甚至工作浴液中少量的阴离子树脂也会导致它发生破乳漂油，所以应用上受到限制。但阳离子羟基硅乳整理织物的手感较阴离子羟基硅乳好，而且整理的织物滑爽、挺括、有较高的抗水性。

在乳液聚合配方中加入非离子表面活性剂，可改善阳离子羟基硅乳的稳定性和耐硬水性，使制得的硅乳能与2D树脂、氯化镁、荧光增白剂VBL等同浴使用。这种以非离子、阳离子表面活性剂作复合乳化剂制得的硅乳称为复合离子型硅乳，

3.2.3非离子羟基硅乳

与阴、阳离子羟基硅乳相比，该硅乳不带电荷，因而使用过程稳定性更好、适应面广，所以许多公司都在大力开发研究。

3.3第三代有机硅柔软剂功能性有机硅柔软剂

功能性有机硅柔软剂是近几年出现且发展速度最快的一类柔软剂，主要成分为各种有机基团改性的硅油，如聚醚基、环氧基、醇羟基、巯基、羧基、磷酸酯基、氨基或氟烃基改性的硅油。由于这些基团能赋予硅油新的性能，从而构成了具有特殊功能的第三代有机硅柔软剂。

4.展望

第三代有机硅柔软剂性能好，又能为织物提供某些附加功能，但仍有不足之处。因此对第三代有机硅柔软剂进行再复配或化学改性以降低生产成本，改善不足，同时开发高分子量或新型具有特殊功能的有机硅柔软剂将成为本领域21世纪的研究重点。

目前，有机硅柔软剂可望在以下方面取得进展：

1.降低氟硅柔软剂的成本

氟硅柔软剂拒水、拒油污效果好，在去油污抹布、高档免洗服装面料、皮革制品及某些军用防水服方面有极其重要的应用价值。但该剂的生产与应用成本高，因此，如何降低其成本，开发适于环保的水乳性产品，将是这类柔软剂发展的一个方向。

2.不泛黄、吸湿性良好的改性氨基硅油

工业上大量使用的氨乙基氨丙基硅油虽柔软性能好，但有热泛黄性，整理织物的吸湿性也不好。因此采用醚化改性、酰化改性等方法克服这些不足将十分必要。

3.杀菌性有机硅柔软剂

咪唑啉、季铵盐、甜菜碱等阳离子基团和某些杂环都有

杀菌、抑菌性能，因此，将这些基团引入硅氧烷侧链，将

制得兼有杀菌、防霉作用的硅柔软剂。另外，进一步的改性如将氟元素引入杂芳环还可进一步提高杀菌、灭菌效果。

4.防火、阻燃型有机硅柔软剂

硅油有一定的阻燃性。因此，在聚硅氧烷主链/侧链结构上引入溴系、磷系等阻燃基团，可望制得效果更好的阻燃型有机硅柔软剂。

5.易乳化、不粘辊型高分子量聚硅氧烷弹性体

相对分子质量在30万以上或粘度在106cSt以上的聚硅氧烷弹性体(也可称为第四代有机硅柔软剂)，能赋予织物超级平滑柔软性、回弹性、抗皱性及洗涤耐久性。但这类硅氧烷弹性体十分难乳化，而且使用时易粘辊。所以开发易乳化、不粘辊、综合性能优异的高分子量聚硅氧烷，如主链结构上嵌有亲水链段的高分子量聚硅氧烷共聚物也将是有机硅柔软剂发展的一个重要方向。