Аміносиліконова емульсія
Аміносиліконова емульсія широко використовується в текстильній промисловості. Силіконовий оздоблювальний агент, що використовується в текстильній промисловості, - це переважно аміносиліконова емульсія, така як диметилсиліконова емульсія, воднево-силіконова емульсія, гідроксисиліконова емульсія тощо.
Отже, загалом, які є варіанти аміносілікону для різних тканин? Або який вид аміносілікону слід використовувати для сортування різних волокон і тканин, щоб досягти хороших результатів?
● Вироби з чистої бавовни та змішаних тканин, переважно з м’якою текстурою, можуть використовувати аміносілікон з аміачним числом 0,6;
● Чиста поліефірна тканина, з гладкою текстурою як головною особливістю, може бути виготовлена з аміносілікону з вмістом аміаку 0,3;
● Тканини зі справжнього шовку переважно гладкі на дотик і потребують високого блиску. Аміносілікон із вмістом аміаку 0,3 переважно вибирається як складний розгладжувальний агент для збільшення блиску;
● Вовна та її змішані тканини вимагають м’якості, гладкості, еластичності та щільного відчуття на дотик, з незначною зміною кольору. Аміносілікон зі значеннями аміаку 0,6 та 0,3 можна вибрати для додавання та розгладжувальних речовин для підвищення еластичності та блиску;
● Кашемірові светри та кашемірові тканини мають кращу загальну приємність на дотик порівняно з вовняними тканинами, і можна вибирати засоби з високою концентрацією складних складів;
● Нейлонові шкарпетки, головною особливістю яких є гладкість на дотик, виготовлені з високоеластичного аміносілікону;
● Акрилові ковдри, акрилові волокна та їх змішані тканини переважно м’які та потребують високої еластичності. Для задоволення вимог еластичності можна вибрати аміносиліконову олію з аміачним числом 0,6;
● Тканини з конопель, переважно гладкі, переважно вибирають аміносілікон з аміачним числом 0,3;
● Штучний шовк і бавовна переважно м’які на дотик, і слід вибирати аміносілікон з аміачним числом 0,6;
● Поліестерна тканина зі зниженим вмістом поліестеру, головним чином для покращення її гідрофільності, може використовуватися для модифікації поліефіром силікону та гідрофільного аміносилікону тощо.
1. Характеристики аміносилікону
Аміносілікон має чотири важливі параметри: аміачне число, в'язкість, реакційна здатність та розмір частинок. Ці чотири параметри в основному відображають якість аміносілікону та суттєво впливають на стиль обробленої тканини. Такі як відчуття на дотик, білизна, колір та легкість емульгування силікону.
① Значення аміаку
Аміносілікон надає тканинам різноманітних властивостей, таких як м'якість, гладкість та повнота, головним чином завдяки аміногрупам у полімері. Вміст амінокислот можна виразити аміачним числом, яке відноситься до мілілітрів соляної кислоти з еквівалентною концентрацією, необхідною для нейтралізації 1 г аміносілікону. Отже, аміачне число прямо пропорційне мольному відсотку вмісту амінокислот у силіконовій олії. Чим вищий вміст амінокислот, тим вище аміачне число, а також тим м'якша та гладша текстура готової тканини. Це пояснюється тим, що збільшення кількості амінофункціональних груп значно підвищує їх спорідненість до тканини, утворюючи більш регулярне молекулярне розташування та надаючи тканині м'яку та гладку текстуру.
Однак активний водень в аміногрупі схильний до окислення з утворенням хромофори, що викликає пожовтіння або незначне пожовтіння тканини. У випадку тієї ж аміногрупи очевидно, що зі збільшенням вмісту амінокислот (або аміачної кількості) ймовірність окислення зростає, і пожовтіння стає сильнішим. Зі збільшенням аміачної кількості полярність молекули аміносилікону збільшується, що створює сприятливі передумови для емульгування аміносиліконової олії та може бути перетворена на мікроемульсію. Вибір емульгатора, розмір і розподіл розміру частинок в емульсії також пов'язані з аміачною кількістю.
① В'язкість
В'язкість пов'язана з молекулярною масою та розподілом молекулярної маси полімерів. Загалом, чим вища в'язкість, тим більша молекулярна маса аміносилікону, тим краща плівкоутворювальна властивість на поверхні тканини, тим м'якша вона на дотик і тим гладкіша, але тим гірша проникність. Особливо для щільно скручених тканин і тканин з тонкою щільністю, аміносилікону важко проникати всередину волокна, що впливає на характеристики тканини. Занадто висока в'язкість також погіршить стабільність емульсії або ускладнить створення мікроемульсії. Загалом, характеристики продукту не можна регулювати виключно в'язкістю, а часто врівноважувати вмістом аміаку та в'язкістю. Зазвичай низькі значення аміаку вимагають високої в'язкості, щоб збалансувати м'якість тканини.
Отже, для гладкості на дотик потрібен високов'язкий аміно-модифікований силікон. Однак, під час м'якої обробки та випікання, деякі аміно-силікони зшиваються, утворюючи плівку, тим самим збільшуючи молекулярну масу. Тому початкова молекулярна маса аміно-силікону відрізняється від молекулярної маси аміно-силікону, який зрештою утворює плівку на тканині. В результаті, гладкість кінцевого продукту може значно відрізнятися, коли той самий аміно-силікон обробляється за різних умов процесу. З іншого боку, низьков'язкий аміно-силікон також може покращити текстуру тканин шляхом додавання зшиваючих агентів або регулювання температури випікання. Низьков'язкий аміно-силікон збільшує проникність, а завдяки зшиваючим агентам та оптимізації процесу можна поєднати переваги високо- та низьков'язкого аміно-силікону. Діапазон в'язкості типового аміно-силікону становить від 150 до 5000 сантипуаз.
Однак, варто зазначити, що розподіл молекулярної маси аміносилікону може мати більший вплив на характеристики продукту. Низькомолекулярна маса проникає у волокно, тоді як високомолекулярна маса розподіляється на зовнішній поверхні волокна, так що внутрішня та зовнішня сторони волокна обгортаються аміносиліконом, надаючи тканині м'якості та гладкості. Проблема може полягати в тому, що стабільність мікроемульсії може бути порушена, якщо різниця молекулярної маси буде занадто великою.
① Реактивність
Реактивний аміносилікон може створювати самозшивання під час обробки, а збільшення ступеня зшивання збільшить гладкість, м'якість та повноту тканини, особливо з точки зору покращення еластичності. Звичайно, при використанні зшиваючих агентів або підвищенні умов випікання, загальний аміносилікон також може збільшити ступінь зшивання та таким чином покращити відбій. Що стосується аміносилікону з гідроксильним або метиламінокінцем, то чим вище значення аміаку, тим кращий його ступінь зшивання та краща його еластичність.
②Розмір частинок мікроемульсії та електричний заряд емульсії
Розмір частинок аміносиліконової емульсії невеликий, зазвичай менше 0,15 мкм, тому емульсія знаходиться в термодинамічно стабільному дисперсійному стані. Її стабільність при зберіганні, термостабільність та стійкість до зсуву відмінні, і вона, як правило, не руйнує емульсію. Водночас, малий розмір частинок збільшує площу поверхні частинок, значно покращуючи ймовірність контакту між аміносиліконом та тканиною. Збільшується поверхнева адсорбційна здатність, покращується однорідність та проникність. Таким чином, легко утворюється безперервна плівка, яка покращує м'якість, гладкість та повноту тканини, особливо для тканин з тонкою щільністю. Однак, якщо розподіл розмірів частинок аміносиліконом нерівномірний, це значно впливає на стабільність емульсії.
Заряд аміносиліконової мікроемульсії залежить від емульгатора. Загалом, аніонні волокна легко адсорбують катіонний аміносилікон, тим самим покращуючи ефект обробки. Адсорбція аніонної емульсії нелегка, а адсорбційна здатність та однорідність неіонної емульсії кращі, ніж аніонної. Якщо негативний заряд волокна невеликий, вплив на різні властивості заряду мікроемульсії буде значно зменшено. Тому хімічні волокна, такі як поліестер, поглинають різні мікроемульсії з різним зарядом, і їхня однорідність краща, ніж у бавовняних волокон.
1. Вплив аміносілікону та різних властивостей на відчуття тканини на дотик
① М'якість
Хоча характеристики аміносилікону значно покращуються завдяки зв'язуванню амінофункціональних груп з тканинами та впорядкованому розташуванню силікону, що надає тканинам м'якості та гладкості, фактичний ефект обробки значною мірою залежить від природи, кількості та розподілу амінофункціональних груп в аміносиліконі. Водночас, формула емульсії та середній розмір частинок емульсії також впливають на м'якість. Якщо вищезазначені фактори впливу можуть досягти ідеального балансу, м'який стиль обробки тканини досягне свого оптимального рівня, який називається "суперм'якою". Аміачне число загальних аміносиліконових пом'якшувачів зазвичай становить від 0,3 до 0,6. Чим вище аміачне число, тим рівномірніше розподілені амінофункціональні групи в силіконі, і тим м'якша тканина на дотик. Однак, коли аміачне число перевищує 0,6, м'якість тканини суттєво не збільшується. Крім того, чим менший розмір частинок емульсії, тим краще адгезія емульсії та м'якість на дотик.
② Гладке відчуття на дотик
Оскільки поверхневий натяг силіконової сполуки дуже малий, мікроемульсія аміносилікону дуже легко розподіляється по поверхні волокна, утворюючи приємну гладку текстуру. Загалом, чим менше аміачне число та чим більша молекулярна маса аміносилікону, тим краща гладкість. Крім того, силікон з амінотермінальною групою може утворювати дуже акуратне спрямоване розташування завдяки тому, що всі атоми кремнію в ланках ланцюга з'єднані з метильною групою, що забезпечує чудову гладкість на дотик.
