1、2022 年第 51 卷第 9 期合成纤维 Synthetic Fiber in China由于氨纶摩擦力大，因此在织造过程中为了提高光滑度，防止纤维之间、纤维和机器之间的粘连，提高纤维的内聚力，保护纤维强度并降低断裂伸长率，需添加以氨基硅油、矿物油为主体成分的纺丝油剂1，且为了更有效地溶胀纤维，有些油剂需被添加渗透剂，以使油剂渗透入纤维表层获得更持久的平滑性。纤维在染色加工前，其所含纺丝油剂需被洗净。纤维表面残留的硅油油剂中含有OH，会吸附大量染料引起染料聚集，残留油剂和染料分子中的亲水基团形成氢键和范德华力结合导致出现色斑色点，引起牢度下降，多次水洗后出现露白现象。环氧丙烷(PO)封端脂肪
2、酸甲酯乙氧基化物(FMEE)是低泡沫表面活性剂，具有凝固点低、废水化学耗氧量低等特点，分子链中有酯基和甲基两种亲油性基团，可以与油剂形成多点结合，对油剂有极强的捕捉能力2。为了进一步提高PO封端FMEE的清除氨纶油剂的能力，以PO封端FMEE、溶剂乙二醇叔丁醚、乳化剂1306异构醇醚、渗透剂伯烷基磺酸钠四种原料复配制成适用于氨纶织物的除油剂。1试验1.1 主要试剂与仪器PO封端FMEE，上海喜赫精细化工有限公司产；乙二醇叔丁醚，日本丸善油化株式会社产；异构醇醚、伯烷基磺酸钠，上海清奈实业有限公司产；二甲基硅油，浙江华峰氨纶股份有限公司产；全合成机油金美孚1号，美国埃克森美孚公司产；纯碱，湖北双
3、环科技股份有限公司产。常州第一纺织设备有限公司高温小样染色机，梅特勒-托利多AB 104电子天平，佛山市亚诺精密机械制造有限公司立式小轧车，常州市金昌实验仪器制造有限公司TD5A-WS型高速离心机。1.2 测试方法1.2.1乳化力称取1 g合成机油或1 g二甲基硅油，加入配好的待测除油剂工作液，放入离心机的离心管中，将离心速度调到2 500 r/min，离心20 min后观察乳液并用秒表记录水相分出10mL的时间3。1.2.2除油率将锦/氨混纺织物彻底洗净，烘干，沿经向和纬向取 2 cm2 cm 的布样，并记录质量为m1，织物分别浸泡合成机油和二甲基硅油，并用小轧车两浸两轧，样品在130 下热
4、定形 1 min，室温保持24 h后待用，并称重织物质量为m2。王琛（上海喜赫精细化工有限公司，上海 201620）摘要：环氧丙烷(PO)封端脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)具有泡沫低、分散性能好的特点。以PO封端FMEE为主体成分，通过复配溶剂乙二醇叔丁醚、乳化剂1306、渗透剂伯烷基磺酸钠，PO封端FMEE、乙二醇叔丁醚、乳化剂1306、伯烷基磺酸钠的质量比为3111，获得乳化、分散、防反沾三种性能均衡的氨纶织物用除油剂，该除油剂对合成机油和二甲基硅油都有很好的清洗能力，除油后防反沾效果显著。关键词：PO封端FMEE；氨纶织物；合成机油；二甲基硅油；除油中图分类号：TQ340.471;TS
5、102.527.3文献标志码：A文章编号：1001-7054(2022)09-50-04PDF下载收稿日期：2022-02-11修回日期：2022-07-18作者简介：王琛(1986)，男，工程师，主要从事绿色纺织化学的研发与应用。环氧丙烷封端脂肪酸甲酯乙氧基化物的除油应用油剂助剂50DOI:10.16090/ki.hcxw.2022.09.0032022,51(9)对织物进行除油：室温下将织物加入不同用量FMEE、乙二醇叔丁醚、异构醇醚、伯烷基磺酸钠的除油剂中，纯碱 1 g/L，浴比 110，升温速率2 K/min，升温至80 保温20 min，60 热水洗一道，冷水洗一道。除油后的织物在1
6、30 烘干，室温保持24 h后称重织物质量为m3。除油率的计算公式见式(1)：除油率=1-(m3-m1)/(m2-m1)100%(1)1.2.3反沾率不同用量FMEE、乙二醇叔丁醚、异构醇醚、伯烷基磺酸钠，与0.25 g合成机油和0.25 g二甲基硅油的混合油乳化均匀，加入染杯，加入100 mL水、纯碱1 g/L，升温速率2 K/min，升温至80 保温10 min获得均匀的油污工作液，加入 10 g 洗净织物，浴比为 110，80 保温20 min，排液获得油剂反沾后的织物。经油污反沾后的织物在130 烘干，室温保持24 h后称重织物质量为m4。油污反沾率的计算公式见式(2)：反沾率=(m4
7、-m1)/m1)100%(2)2结果与分析2.1 正交试验因素水平的确定PO封端FMEE具有除油性能好、泡沫低的特点，分子链结构中有末端甲基和引入的环氧丙烷甲基，多个极性甲基基团可同步吸附于油剂分子表面，将油剂更稳定地分散于工作液中。异构醇醚在水中不发生电离，不易受无机盐和酸、碱的影响，与 FMEE 有较好的相溶性，主要对二甲基硅油起到助乳化作用。乙二醇叔丁醚能降低纤维的表面张力，可加速油剂从纤维表面脱离4。伯烷基磺酸钠的作用主要是提高整个体系浊点，将除油剂的浊点提高至90 左右并提供优异的渗透性，对纤维表面的油剂进行深层清洗。以FMEE作为合成机油和二甲基硅油清洗剂的主体成分，以异构醇醚、乙
8、二醇叔丁醚、伯烷基磺酸钠作为辅助成分，用量按质量计，为FMEE质量的10%30%(质量分数)，确定了正交试验因素水平表，如表1所示，试验结果与极差分析见表2、3。表1 正交试验因素水平表序号123因素AFMEE用量/(gL-1)0.30.60.9B异构醇醚用量/(gL-1)0.30.60.9C乙二醇叔丁醚用量/(gL-1)0.10.20.3D伯烷基磺酸钠用量/(gL-1)0.20.40.6序号123456789A0.30.30.30.60.60.60.90.90.9B0.30.60.90.30.60.90.30.60.9C0.10.20.30.20.30.10.30.10.2D0.20.40.
9、60.60.20.40.40.60.2乳化力/s合成机油300412453490518532507579553二甲基硅油187226251203245317217288293除油率/%合成机油23.1632.2537.8932.4133.7739.0942.4744.5745.19二甲基硅油15.2219.2622.4324.8320.7023.2826.1526.5924.31反沾率/%3.353.172.882.152.031.871.661.651.45表2 正交试验结果项目乳化力/s除油率/%反沾率/%合成机油二甲基硅油合成机油二甲基硅油均值1均值2均值3极差均值1均值2均值3极差均值
10、1均值2均值3极差均值1均值2均值3极差均值1均值2均值3极差A3885135461582212552664531.1035.0944.0812.9818.9722.9425.686.713.132.021.591.55B432503512802022532878532.6836.8640.728.0422.0722.1823.341.272.392.282.070.32C470485493222642412382635.6136.6238.042.4321.7022.8023.091.402.292.262.190.10D457484507502422532471234.0437.9438.
11、294.2520.0822.9024.624.542.282.232.230.05表3 正交试验极差分析王琛.环氧丙烷封端脂肪酸甲酯乙氧基化物的除油应用512022 年第 51 卷第 9 期合成纤维 Synthetic Fiber in China2.2 各因素对合成机油和二甲基硅油乳化力的影响由表3可知，各因素对合成机油乳化力的影响排序为：FMEE异构醇醚伯烷基磺酸钠乙二醇叔丁醚。FMEE 有类似合成机油的脂肪酸碳链结构，根据相似相溶的原理，FMEE对合成机油有很好的溶解作用，并能促进水-油两相的相互融合。异构醇醚带有支链，亲水亲油平衡值为11.5，属于亲油性表面活性剂，因此对合成机油也有较
12、好的乳化作用。伯烷基磺酸钠属于阴离子型表面活性剂，对合成机油有一定的剥离效果，但是乳化力一般。乙二醇叔丁醚对合成机油有萃取作用，但几乎无乳化力。由表3可知，各因素对二甲基硅油乳化力的影响排序为：异构醇醚 FMEE 乙二醇叔丁醚伯烷基磺酸钠。二甲基硅油具有强疏水性，亲水性表面活性剂很难将硅油形成水包油的乳化液，一般带有支链的表面活性剂对硅油有理想的乳化效果。在非离子表面活性剂中低环氧乙烷加成数的醇醚乳化二甲基硅油效果要好于高环氧乙烷加成数醇醚，也优于阴离子型表面活性剂。异构醇醚不仅环氧乙烷加成数较低，而且亲油基团十三碳醇的碳链较长，并带有支链，因此对二甲基硅油增溶效果影响最明显。PO封端FMEE
13、带有多个甲基支链，对二甲基硅油乳化也表现出好的乳化效果。乙二醇叔丁醚的非羟基端有两个甲基支链，对二甲基硅油也有一定的乳化力。阴离子型伯烷基磺酸钠的分子质量小，对二甲基硅油的乳化性能较差。2.3 各因素对合成机油和二甲基硅油除油率的影响由表3可知，各因素对合成机油除油率的影响排序为：FMEE异构醇醚伯烷基磺酸钠乙二醇叔丁醚，这与对矿物油乳化效果影响因素排序一致。这说明在除油脱脂过程中乳化力的作用对清洗的效果最显著。另外，阴离子型伯烷基磺酸钠能渗透进入油剂内层，具有很好的剥离效果5。溶剂乙二醇叔丁醚能降低纤维的表面张力，一方面有助于油污卷离与脱落，另一方面也能在纤维或设备表面形成一层表面张力液膜，
14、对油污产生隔离效果，防止脱落的油污反沾污纤维或设备。由表3可知，各因素对二甲基硅油除油率的影响排序为：FMEE 伯烷基磺酸钠乙二醇叔丁醚异构醇醚。异构醇醚对二甲基硅油的乳化力高，但对其除油率影响因素最小，这是因为二甲基硅油的分子质量大，黏度高，对纤维吸附性强，仅靠乳化作用很难将硅油洗净。影响二甲基硅油清洗的主要因素还是剥离和渗透，渗透剂伯烷基磺酸钠可以有助于渗透进入纤维与硅油结合界面，溶剂乙二醇叔丁醚可以润湿织物来降低纤维的表面张力，使硅油更容易脱离纤维。FMEE对二甲基硅油除油率影响最大，这是由于FMEE结构中的环氧乙烷作为亲水基与水结合形成清洗工作液，另一端有多个亲油基团，可以与硅油形成多
15、点结合，亲油基团作为亲水基的一个桥梁，将硅油捕捉到清洗工作液中6。2.4 各因素对混合油污反沾率的影响各因素对混合油污反沾率的影响排序为：FMEE异构醇醚 乙二醇叔丁醚伯烷基磺酸钠。PO 封端 FMEE 为长碳链十六碳油酸甲酯分子结构，分子质量大并有多个甲基结构，对油污分散力强，因此对油污的反沾污效果影响明显。异构醇醚能将油污乳化增溶于工作液中，处于乳化状态，油污的极性基团被乳化剂的亲油基包围，难于在纤维表面聚集，乳化力也是影响油污反沾的重要因素。乙二醇叔丁醚润湿织物后降低纤维表面张力，形成拒染效应，也能起到防沾污作用。2.5 除油剂的用量与温度对锦/氨混纺织物除油效果的影响通过分析各个因素对
16、合成机油和二甲基硅油的乳化力以及除油率的影响因素排序，并考虑原料的成本，将PO封端FMEE、异构醇醚、伯烷基磺酸钠、乙二醇叔丁醚四种原料按照质量比3111复配制得氨纶织物用除油剂，将氨纶除油剂在不同用量与温度条件下应用于锦/氨混纺织物的除油工艺，测试其除油性能，具体见表4。表 4 除油测试结果除油剂用量/(gL-1)0.51.01.52.0注：以数量表示纤维表面残留油剂的数量。温度/6080100由表4可知，温度是影响除油的主要因素，在522022,51(9)相同的除油剂用量下，随着工艺温度的升高，织物上残余的油量越少，在100 温度条件下，除油剂用量为1.0 g/L的织物几乎无残留油剂，用量
17、再增加，对油剂去除效果影响不大。在相同温度下，随着除油剂用量增加，除油越彻底，超过1.5 g/L后，除油效果不再随除油剂用量增加而提高。根据表4确定最佳的除油温度和用量为：80、除油剂用量1.5 g/L或100、除油剂用量1.0 g/L。3结语(1)通过正交试验对各因素的影响分析得出：PO封端FMEE对合成机油的乳化力、除油率以及混合油污反沾污影响最大；异构醇醚对二甲基硅油的乳化力影响最大。(2)将PO封端FMEE、异构醇醚、伯烷基磺酸钠、乙二醇叔丁醚四种原料按照质量比3111复配制得氨纶织物用除油剂，将除油剂应用于锦/氨混纺织物的除油中，确定最佳的除油温度和用量为：80、除油剂用量1.5 g
18、/L或 100、除油剂用量1.0 g/L。参考文献1 刘亚辉,杨晓印,周志伟,等.氨纶油剂的发展现状及趋势J.广东化工,2016,43(18):113-114.2 徐铭勋.脂肪酸甲酯乙氧基化物及其磺酸盐的生产技术与应用J.化学工业,2012,30(7):30-32.3 吴来喜.改性有机硅表面活性剂的制备及其在硅油乳化中的应用D.上海:华东理工大学,2012.4 邓桥.乙二醇叔丁醚工艺应用发展与市场分析J.齐鲁石油化工，2019,47(4):314-317,330.5 徐星喜.阴离子表面活性剂的应用与创新J.中国洗涤用品工业，2012(8):46-50.6 刘贺.浅谈非离子表面活性剂的特点与应用
19、J.皮革与化工,2012,29(2):20-26,30.De-Oiling Application of Fatty Acid Methyl Ester Ethoxylate End-Capped with Propylene OxideWANG Chen(Shanghai Xihe Fine Chemical Co.,Ltd.,Shanghai 201620,China)Abstract:The fatty acid methyl ester ethoxylate(FMEE)end-capped with propylene oxide(PO)has the low-foaming abil
20、ity and good dispersibility.The FMEE end-capped with PO was used as the main component,which compounds with ethylene glycol tert-butyl ether,emulsifier 1306 and primary-alkyl sulfonate,themass ratio of FMEE end-capped with PO,ethylene glycol tert-butyl ether,emulsifier 1306 and primary-alkyl sulfona
21、te is 3111,a kind of de-oiling agent for Spandex fabric was made with the property ofemulsion,dispersion and the anti-staining ability.The de-oiling agent has good cleaning ability to synthetic motor oil and dimethyl silicone oil.Key words:FMEE end-capped with PO,Spandex fabric,synthetic motor oil,d
22、imethyl silicone oil,de-oiling王琛.环氧丙烷封端脂肪酸甲酯乙氧基化物的除油应用Research Progress and Prospect of Individual Arc Protection TextilesWANG Chao,XU Yan-yan,FAN Zheng-ke,SUN Kai-fei*,HOU Lin,TIAN Huan-rong(Shaanxi Textile Science Institute,Xian 710038,Shaanxi,China)Abstract:Aiming at the accident damage caused by
23、 arc deflagration in the power industry,the mechanismof arc damage is expounded,and the arc test methods and evaluation standards at home and abroad are reviewed,as well as the influence of fiber raw materials,fabric structure and color on the arc protection performance of textiles.It is considered
24、that the equipment method of personal arc protection textiles and the establishment technical specifications and standards,as well as the establishment of arc protection performance testing devices are imminent;arc protection textiles are developing in the direction of comfort,highefficiency,light weight and low cost.Key words:arc,test method,standard,textile,fiber上接第38页53
