表面活性剂在合成纤维油剂中的应用(三)
表面活性剂广泛用于各个行业,如化学纤维、医药、化妆品、土木建筑、矿业开采、洗涤剂、机械润滑等工业,其中作为合成纤维制造业的表面活性剂称为合成纤维油剂。由于合成纤维制备工艺过程的需要,对油剂要求具备适当的润滑、集束、抗静电、润湿、抗菌等各种功能。所以在合成纤维生产中,油剂给予纤维平滑、柔软、集束、抗静电、渗透、抗菌等各种功能,从而可以调节纤维的摩擦性能,防止加工制造过程中出现静电积累,使纤维制备顺利通过纺丝、牵伸、纺纱、织造等工艺过程。而为使油剂在纤维上顺利附着,油剂要具备一定的附着润湿能力,而为防止油剂本身腐败需要有一定的抗菌、杀菌能力等。油剂实际上主要是由多种表面活性剂组成,而且主要性能大多以表面活性剂本身具备的性能为主导。油剂本身所需的各种功能,可由各种各样的表面活性剂相对应,而每一种表面活性剂往往可具备一种或多种油剂功能所需要的性能,所以实际上,油剂功能是具备不同性能表面活性剂复配的综合效应。
特种表面活性剂在油剂中的应用:
在合成纤维油剂中以含硅表面活性剂的特种形式被日益广泛地应用。硅表面活性剂以其优良的表面活性、平滑性而使用在高级牌号的油剂中。
例如二甲基硅氧烷聚氧乙烯共聚物、在油剂中当含量低于20%时即大大加强了平滑性及耐磨性。在腈纶毛条工艺过程中,由于多区拉断工艺对油剂的平滑性、耐磨性要求特别高,所以在油剂添加硅表面活性剂可以获得满意的效果。
含氟表面活性剂及某些不饱和表面活性剂均可应用于各种油剂中,它们具有的特性可以在油剂中充分利用和显示出来,今后可以逐步推广使用。
我国表面活性剂在合成纤维油剂中的应用现状及建议:
表面活性剂在合成纤维油剂工业已得到了广泛的应用,并将随着品种不断出新、性能不断改良而应用的前途更为广阔。但我们也应该看到,在国内实际应用中还有不少问题,例如产品质量的不稳定带来了油剂调配的困难和油剂质量不稳定;表面活性剂品种的单调使得在调配油剂选用单体上捉襟见肘等。
目前国内EO加成装置大都为传统“釜式”设备,有些阴离子表面活性剂如PK类产品都是小规模手工方式生产的。限于制备工艺的局限性,存在着质量不稳定的情况。虽然已经有几套引进的EO加成装置,可以规模性的生产AEO、AQEO类系列产品,但适用于油剂调配的品种还是不够多。软件和硬件的开发都跟不上实际的需求,规模性生产更是我从说起。所以为适应国内油剂的需求,应该在自行开发软件的同时、引进成套油剂单体技术及装备。如日本东工物产、动邦等公司均有同类项目,这样不仅可迅速提高油剂国产化水平,而且为进一步发展,赶上先进水平提供了条件。
表面活性剂的基本理论研究工作薄弱。由于同一种表面活性剂的结构状态可能有许许多多种,EO-PO无规聚醚就是一个典型例子。如无规聚醚无规度的变化,EO-PO链联结的各种形态都会使同一种产品存在着大量的结构上差异。而目前这方面的理论研究工作在国内开展的甚少,所以实际上还不能对大量的表面活性剂的结构(产品性能的原始依据)作出正确的测定,仅用常规化学分析手段来确定产品性能是远远不够的。上海石化研究院油剂实验厂已开始对无规聚醚的结构分析进行探索性研究,同时对PK的热力学、动力学状况进行研究,这无疑是重视基础理论研究迈出的可喜步伐。
表面活性剂的品种是无限的,怎样去开发利用,怎样使它们的性能更好的满足合成纤维油剂功能的需要,怎样通过现代化的调配手段来充分利用它们的性能,这些都是今后应该努力研究的课题。在这方面,加强科研力量,强化科研手段,促进科研尽快转化成生产都是极为重要的。