據(jù)了解,塑料柔軟劑的使用己有三十多年的歷史,在歐美發(fā)達(dá)國家應(yīng)用十分普遍,已由紡織工業(yè)發(fā)展進(jìn)入家庭領(lǐng)域,1980年聯(lián)邦德國的塑料柔軟劑產(chǎn)量已達(dá)四十萬噸,其用量僅次于洗滌劑。當(dāng)今世界,塑料柔軟劑的品種和產(chǎn)量坯在不斷增多。為何需要如此眾多的塑料柔軟劑品種,柔軟作用和哪些因素有關(guān)?這是人們經(jīng)常思考的問題。
塑料軟化劑是用于改善橡膠的加工性能和使用性能的一種助劑,可以增加膠料的塑性,降低膠料粘度和混煉時的溫度,改善分散性與混合性,提高硫化膠的伸長率、拉伸強(qiáng)度和耐磨性。軟化劑與增塑劑的作用大體相似,只是增塑劑都是經(jīng)過化學(xué)合成制得的,主要用于樹脂和塑料,而軟化劑大多來源于天然物質(zhì),幾乎全部用于橡膠。
塑料軟化劑可分為化學(xué)軟化劑和物理軟化劑?;瘜W(xué)軟化劑能切斷少數(shù)橡膠烴的分子鏈,是一種弱的塑解劑。物理軟化劑主要是削弱橡膠烴分子間力,起潤滑劑的作用。工業(yè)上更為常用的是物理軟化劑,按其來源主要分為以下幾類。
①石油系軟化劑主要是由鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳烴和少量瀝青物質(zhì)、含氮有機(jī)堿等所組成的復(fù)雜混合物。
③脂肪油系軟化劑是天然油脂及其衍生物,如植物油、脂肪酸和油膏等。
④松油系軟化劑是從松脂得到的產(chǎn)品,如松焦油、松香、妥爾油、木瀝青等。
選擇塑料軟化劑應(yīng)考慮如下幾點(diǎn):
①無毒、無味、無臭。
②來源容易,價格便宜。
③與橡膠配合性好,相容性好,不影響橡膠的物理機(jī)械性能。
④沸點(diǎn)要高,不易揮發(fā),化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
塑料柔軟劑應(yīng)能降低纖維的表面張力(γFA),使織物產(chǎn)生蓬松、豐滿的手感在界面上吸附是表面活性劑的本能。液體改變表面積較為容易,加入表面活性劑,降低表面張力之后,擴(kuò)大表面積所需之功減少,或者說表面積變得容易擴(kuò)展,一般的固體如鐵板、塑料塊則不然,即使涂上表面活性劑,降低了表面張力,其表面積仍難以擴(kuò)展,這是因?yàn)橐话阄镔|(zhì)的比表面※(在表面化學(xué)中,物質(zhì)的比表面As的定義為;As=A/V,即單位體積(V)的物質(zhì)所具有的表面積(A)。物質(zhì)越細(xì)小,比表面越大)。較小之故,紡織纖維是由線形高分子構(gòu)成的比表面很大的物質(zhì),形狀十分細(xì)長,分子鏈的柔順性也較好,吸附表面活性劑(或柔軟劑)之后,表面張力γFA降低,使纖維變得容易擴(kuò)展表面,伸展其長度,結(jié)果是織物變得蓬松、豐滿,產(chǎn)生了柔軟手感。與此同時,如能降低纖維的摩擦系數(shù),則更便于織物中纖維的伸展。
當(dāng)然,能夠降低纖維表面張力的物質(zhì)不限于陽離子表面活性劑,有些陰離子、非離子、兩性表面活性劑也有這種作用。此外,一些非表面活性物質(zhì),例如硬脂酸和石蠟的乳液,在纖維表面主要靠物理吸附并堆積成膜,降低γFA的作用雖較小,但有減小纖維摩擦系數(shù)的作用。
根據(jù)熱力學(xué)的理論,最能降低纖維表面張力的物質(zhì),在纖維表面的吸附作用最強(qiáng),形成的吸附膜強(qiáng)度也越大。陽離子表面活性劑依靠靜電引力,較強(qiáng)地吸附在纖維表面(大多數(shù)紡織纖維在水中帶負(fù)電荷),降低γFA的作用較大,并且,它在纖維表面的吸附是以分子中的極性基團(tuán)朝向纖維,以憎水鏈朝向空氣,除了降低γFA的作用外,并能減小纖維的摩擦系數(shù),如用陽離子表面活性劑作為塑料柔軟劑時,它的用量一般較小,常以單分子或幾個分子層在纖維表面成膜,形成垂直定向吸附層,常用的品種有單或雙長鏈烷基(C16~C18)甲基季銨的鹵化物、硫酸鹽,或溴化烷基吡啶,應(yīng)用相當(dāng)于纖維重量0.l~0.2%的陽離子柔軟劑,在纖維表面形成5~lOmμ 厚的吸附層,能產(chǎn)生足夠的柔軟作用。
塑料業(yè)
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