Aminosilikónová emulzia
Aminosilikónová emulzia sa široko používa v textilnom priemysle. Silikónové apretúrne činidlo používané v textilnom priemysle je hlavne aminosilikónová emulzia, ako napríklad dimetylsilikónová emulzia, hydroxylsilikónová emulzia, hydroxylsilikónová emulzia atď.
Takže, aké sú vo všeobecnosti možnosti aminosilikónu pre rôzne tkaniny? Alebo aký druh aminosilikónu by sme mali použiť na triedenie rôznych vlákien a tkanín, aby sme dosiahli dobré výsledky?
● Čistá bavlna a zmesové výrobky, prevažne s mäkkým dotykom, si môžu vybrať aminosilikón s hodnotou amoniaku 0,6;
● Čistá polyesterová tkanina s hladkým pocitom na ruke ako hlavnou vlastnosťou si môže vybrať aminosilikón s hodnotou amoniaku 0,3;
● Pravé hodvábne tkaniny sú prevažne hladké na dotyk a vyžadujú vysoký lesk. Ako zložený vyhladzovací prostriedok na zvýšenie lesku sa volí najmä aminosilikón s obsahom amoniaku 0,3;
● Vlna a jej zmesové tkaniny vyžadujú mäkký, hladký, elastický a komplexný pocit na dotyk s malou zmenou farby. Ako prísada do zmiešavacích a vyhladzujúcich prostriedkov na zvýšenie elasticity a lesku je možné zvoliť aminosilikón s obsahom amoniaku 0,6 a 0,3;
● Kašmírové svetre a kašmírové tkaniny majú v porovnaní s vlnenými tkaninami celkovo vyšší pocit na dotyk a je možné zvoliť produkty s vysokou koncentráciou zlúčenín;
● Nylonové ponožky s hladkým dotykom ako hlavnou vlastnosťou, vyberajú si vysoko elastický aminosilikón;
● Akrylové prikrývky, akrylové vlákna a ich zmesové tkaniny sú prevažne mäkké a vyžadujú si vysokú elasticitu. Na splnenie požiadaviek na elasticitu je možné zvoliť aminosilikónový olej s amoniakovým číslom 0,6;
● Konopné tkaniny, prevažne hladké, si vyberajú prevažne aminosilikón s hodnotou amoniaku 0,3;
● Umelý hodváb a bavlna sú na dotyk prevažne mäkké a mal by sa vybrať aminosilikón s obsahom amoniaku 0,6;
● Polyesterová redukovaná tkanina, najmä na zlepšenie jej hydrofilnosti, si môže vybrať silikón modifikovaný polyéterom a hydrofilný aminosilikón atď.
1. Charakteristika aminosilikónu
Aminosilikón má štyri dôležité parametre: amoniakové číslo, viskozitu, reaktivitu a veľkosť častíc. Tieto štyri parametre v podstate odrážajú kvalitu aminosilikónu a výrazne ovplyvňujú štýl spracovanej látky. Napríklad pocit na dotyk, belosť, farba a ľahkosť emulgácie silikónu.
① Hodnota amoniaku
Aminosilikón dodáva látkam rôzne vlastnosti, ako je mäkkosť, hladkosť a plnosť, najmä vďaka aminoskupinám v polyméri. Obsah aminoskupín možno vyjadriť ako amoniakové číslo, ktoré sa vzťahuje na mililitre kyseliny chlorovodíkovej s ekvivalentnou koncentráciou potrebnou na neutralizáciu 1 g aminosilikónového silikónu. Preto je amoniakové číslo priamo úmerné molárnemu percentu obsahu aminoskupín v silikónovom oleji. Čím vyšší je obsah aminoskupín, tým vyššie je amoniakové číslo a tým jemnejšia a hladšia textúra hotovej látky. Je to preto, že zvýšenie počtu amínových funkčných skupín výrazne zvyšuje ich afinitu k látke, čím sa vytvára pravidelnejšie molekulárne usporiadanie a látka získava mäkkú a hladkú textúru.
Aktívny vodík v aminoskupine je však náchylný na oxidáciu za vzniku chromofórov, čo spôsobuje žltnutie alebo mierne žltnutie látky. V prípade tej istej aminoskupiny je zrejmé, že so zvyšujúcim sa obsahom aminoskupiny (alebo hodnoty amoniaku) sa zvyšuje pravdepodobnosť oxidácie a žltnutie sa stáva výraznejším. So zvyšujúcim sa hodnotou amoniaku sa zvyšuje polarita molekuly aminosilikónu, čo vytvára priaznivé predpoklady pre emulgáciu aminosilikónového oleja a môže sa použiť na výrobu mikroemulzie. Výber emulgátora a veľkosť a distribúcia veľkosti častíc v emulzii tiež súvisia s hodnotou amoniaku.
① Viskozita
Viskozita súvisí s molekulovou hmotnosťou a distribúciou molekulových hmotností polymérov. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je viskozita, tým väčšia je molekulová hmotnosť aminosilikónu, tým lepšia je filmotvorná vlastnosť na povrchu tkaniny, tým je mäkšia na dotyk a tým jemnejšia a hladšia, ale tým horšia je priepustnosť. Najmä pri pevne skrútených tkaninách a jemných tkaninách je aminosilikón ťažko prenikajúci do vnútra vlákien, čo ovplyvňuje vlastnosti tkaniny. Príliš vysoká viskozita tiež zhorší stabilitu emulzie alebo sťaží vytvorenie mikroemulzie. Vo všeobecnosti sa vlastnosti produktu nedajú upraviť iba viskozitou, ale často sa vyvažujú hodnotou amoniaku a viskozitou. Nízke hodnoty amoniaku zvyčajne vyžadujú vysokú viskozitu na vyváženie mäkkosti tkaniny.
Preto hladký pocit na dotyk vyžaduje vysoko viskózny aminosilikón modifikovaný silikón. Počas mäkkého spracovania a pečenia sa však časť aminosilikónu zosieťuje a vytvorí film, čím sa zvýši molekulová hmotnosť. Preto sa počiatočná molekulová hmotnosť aminosilikónu líši od molekulovej hmotnosti aminosilikónu, ktorý nakoniec vytvorí film na tkanine. V dôsledku toho sa hladkosť konečného produktu môže značne líšiť, keď sa ten istý aminosilikón spracováva za rôznych procesných podmienok. Na druhej strane, nízko viskózny aminosilikón môže tiež zlepšiť textúru tkanín pridaním zosieťovacích činidiel alebo úpravou teploty pečenia. Nízko viskózny aminosilikón zvyšuje priepustnosť a prostredníctvom zosieťovacích činidiel a optimalizácie procesu je možné kombinovať výhody vysoko a nízko viskózneho aminosilikónu. Rozsah viskozity typického aminosilikónu je medzi 150 a 5000 centipoise.
Stojí však za zmienku, že distribúcia molekulovej hmotnosti aminosilikónu môže mať väčší vplyv na výkonnosť produktu. Nízka molekulová hmotnosť preniká do vlákna, zatiaľ čo vysoká molekulová hmotnosť je rozložená na vonkajšom povrchu vlákna, takže vnútro aj vonkajšok vlákna sú obalené aminosilikónom, čo dodáva tkanine mäkký a hladký pocit. Problémom však môže byť, že stabilita mikroemulzie bude ovplyvnená príliš veľkým rozdielom molekulových hmotností.
① Reaktivita
Reaktívny aminosilikón môže počas konečnej úpravy vytvárať vlastné zosieťovanie a zvýšenie stupňa zosieťovania zvýši hladkosť, mäkkosť a plnosť tkaniny, najmä z hľadiska zlepšenia elasticity. Samozrejme, pri použití zosieťovacích činidiel alebo pri zvýšených podmienkach pečenia môže všeobecný aminosilikón tiež zvýšiť stupeň zosieťovania a tým zlepšiť odrazivosť. Aminosilikón s hydroxylovým alebo metylaminokoncom platí, že čím vyššie je číslo amoniaku, tým lepší je jeho stupeň zosieťovania a tým lepšia je jeho elasticita.
②Veľkosť častíc mikroemulzie a elektrický náboj emulzie
Veľkosť častíc aminosilikónovej emulzie je malá, zvyčajne menšia ako 0,15 μ, takže emulzia je v termodynamicky stabilnom disperznom stave. Jej skladovacia stabilita, tepelná stabilita a šmyková stabilita sú vynikajúce a vo všeobecnosti nerozrušujú emulziu. Zároveň malá veľkosť častíc zväčšuje povrchovú plochu častíc, čo výrazne zlepšuje pravdepodobnosť kontaktu medzi aminosilikónom a látkou. Zvyšuje sa povrchová adsorpčná kapacita, zlepšuje sa rovnomernosť a zlepšuje sa priepustnosť. Preto je ľahké vytvoriť súvislý film, ktorý zlepšuje mäkkosť, hladkosť a plnosť látky, najmä pri jemných látkach. Ak je však distribúcia veľkosti častíc aminosilikónu nerovnomerná, stabilita emulzie bude výrazne ovplyvnená.
Náboj aminosilikónovej mikroemulzie závisí od emulgátora. Vo všeobecnosti aniónové vlákna ľahko adsorbujú katiónový aminosilikón, čím sa zlepšuje účinok ošetrenia. Adsorpcia aniónovej emulzie nie je jednoduchá a adsorpčná kapacita a rovnomernosť neiónovej emulzie sú lepšie ako u aniónovej emulzie. Ak je záporný náboj vlákna malý, vplyv rôznych vlastností náboja mikroemulzie sa výrazne zníži. Preto chemické vlákna, ako napríklad polyester, absorbujú rôzne mikroemulzie s rôznym nábojom a ich rovnomernosť je lepšia ako u bavlnených vlákien.
1. Vplyv aminosilikónu a rôznych vlastností na pocit na dotyk z tkanín
① Mäkkosť
Hoci sa vlastnosti aminosilikónového silikónu výrazne zlepšujú väzbou aminofunkčných skupín na tkaniny a usporiadaním silikónu, čo dodáva tkaninám mäkký a hladký pocit, skutočný konečný efekt však do značnej miery závisí od povahy, množstva a rozloženia aminofunkčných skupín v aminosilikóne. Zároveň zloženie emulzie a priemerná veľkosť častíc emulzie ovplyvňujú mäkký pocit. Ak sa vyššie uvedené ovplyvňujúce faktory podarí dosiahnuť ideálnu rovnováhu, mäkký štýl úpravy tkaniny dosiahne svoje optimum, ktoré sa nazýva „super mäkký“. Hodnota amoniaku všeobecných aminosilikónových zmäkčovadiel sa väčšinou pohybuje medzi 0,3 a 0,6. Čím vyššia je hodnota amoniaku, tým rovnomernejšie sú aminofunkčné skupiny v silikóne rozložené a tkanina je mäkšia na dotyk. Ak je však hodnota amoniaku väčšia ako 0,6, mäkkosť tkaniny sa výrazne nezvýši. Okrem toho, čím menšia je veľkosť častíc emulzie, tým lepšie priľne emulzia a jemnejší pocit na dotyk.
② Hladký pocit v ruke
Pretože povrchové napätie silikónovej zmesi je veľmi malé, mikroemulzia aminosilikónu sa veľmi ľahko nanáša na povrch vlákna a vytvára hladký pocit na dotyk. Vo všeobecnosti platí, že čím nižšie je číslo amoniaku a čím väčšia je molekulová hmotnosť aminosilikónu, tým lepšia je hladkosť. Okrem toho, amino-terminovaný silikón môže vytvárať veľmi úhľadné smerové usporiadanie vďaka tomu, že všetky atómy kremíka v reťazci sú spojené s metylovou skupinou, čo vedie k vynikajúcemu hladkému pocitu na dotyk.
