柔軟劑配方分析

一、背景

柔軟劑廣泛應用于紡織、皮革等行業，禾川化工引進尖端配方解剖技術；禾川化工專業從事柔軟劑配方分析、成分檢測、配方還原、配方檢測，禾川化工為紡織皮革企業提供整套產品配方改進技術方案；印染助劑中，柔軟劑是整理助劑中的一個大類。其主要功能是滿足各種紡織品的不同手感，不同風格，不同要求。棉花，纖維，散毛以及各種混纖維染色后，要上柔軟劑，改善手感，消除靜電，增加纖維間抱合力，提高纖維的可紡性，可織造性，保證紡紗織布正常進行。絞紗，筒小線，縫紉線等染色后，要上柔軟劑，提高織造性能，縫紉線要光潔，耐高溫，高速縫紉時不斷頭。梭織布，針織布染色印花后，要上柔軟劑，給消費者一種舒適美麗的感覺，要求柔軟、滑爽、蓬松；加工好的成衣，有的要求久定形，形態記憶整理，如免燙、防水、防污、阻燃、抗菌衛生、抗紫外、防輻射等，整理后要上柔軟劑，確保成衣有良好的手感。隨著現代生活水平的提高，柔軟劑的使用已發展到家庭洗滌工序，統稱柔軟調理劑。

因此，紡織品柔軟劑的品種多，產量大，是紡織助劑中的一個大家族。據不完全統計，1979年化工部沈陽研究院編印的“紡織助劑品種手冊”柔軟劑只有12個牌號，以上海助劑廠為主，還有天津，丹東、武漢等企業；1985年仍然是沈陽院編印的“品種手冊’’柔軟劑有76個牌號，生產企業還有無錫紡織助劑廠、丹東、浙江等近30家；2001年黃茂福教授編的“品種手冊，有577個牌號，包括汽巴～嘉基、克萊恩、巴斯夫等外資企業在內，全國有近200個工廠企業，可見柔軟劑發展非常迅速。

二、柔軟劑

紡織品柔軟劑的開發生產還應注意高效、節能、減排、綠色環保。許多不具備生產條件的助劑企業可多搞些復方配制，脂肪族型的柔軟劑可以多品種復配，有機硅型的柔軟劑也可以多品種復配，脂肪族型與有機硅型還可以復配，復配具有廣闊天地，復配過程簡單且少排污，復配得好附加值就高，這是一個發展方向。紡織品柔軟劑的環保要求，應嚴格控制或不含游離甲醛，應不含有重金屬離子，應不含有毒致癌物質，出口產品還要注意不含APEO，不含PFOA，不含PFOS等。

2.1柔軟劑的分類

紡織品柔軟劑商品主要分為兩大類： 1）一類是脂肪族型(非硅)柔軟劑：以陽離子型為主，還有非離子型，陰離子型和陰剛兩性離子型。商品劑型有：乳液狀、厚漿狀、高濃軟油精和蠟狀軟片軟珠等。2）另一類有機硅型柔軟劑：第一代甲基硅油乳液；第二代D4硅油乳液聚合，亦稱羥乳； 第三代D4硅油與偶聯劑本體聚合，再乳化，商品有乳液狀(稱聚乳)，透明液狀(稱微乳)，高濃縮硅油(50％)(80％)等。

2.1.1脂肪族型(非硅)柔軟劑

I）陽離子柔軟劑

這類柔軟劑品種較多，是目前使用最普遍的柔軟劑。主要是由于大多數纖維在水中帶有負電荷，陽離子型柔軟劑容易吸附在纖維表面，結合能力較強，能耐高溫、耐洗滌，且整理后織物豐滿滑爽，能改善織物的耐磨性和撕破強力，對合成纖維還具有一定的抗靜電效果。因此被廣泛用于棉、錦綸、腈綸等織物，也有此品種適用于絲綢。但部分陽離子型柔軟劑在高溫時易引起黃變，并伴有耐光色牢度的下降。陽離子型柔軟劑一般是十八胺或二甲基十八胺的衍生物或硬脂酸與多乙烯多胺的縮合物。根據其結構又可分為叔胺類柔軟劑、季銨鹽類柔軟劑，咪唑啉季銨鹽類柔軟劑、雙烷基二甲基季銨鹽類柔軟劑等。

1)伯胺鹽類

這種伯胺鹽的典型代表是十八烷基氯化銨，它可以通過中和相應的十八烷基胺而制得。此類伯胺鹽類鏈足夠長的衍生物賦予良好的潤滑和柔軟性，但水溶性則相當低。這類柔軟劑對紡織加工不是很重要。

2)叔胺鹽類

這類衍生物可以通過用有機酸或無機酸將叔胺轉化為相應的鹽而制得。而叔胺可以通過用脂肪氯或脂肪醇對仲胺進行烷基化而制得。許多具有此類結構的商品用作乳化劑、煮練劑及潤濕劑。其與表面帶負電的織物纖維表面結合力較小，容易在洗滌時脫落，因此，在家用柔軟劑領域用量較少。如BASF的Soromin A：(1)硬脂酸與三乙醇胺160-180度脫水生成三乙醇胺單硬脂酸酯(s3m)，(2)s3m用甲酸成鹽即得產品：Soromin A的特點：原料便宜、制造簡單、性能照好，它是陽離子表面活性劑中用途較廣的產品。缺點是因靠酯鍵結合而易水解斷鏈。與其性能相仿的產品還有Ceranine HC39，但HC39是簡單的拼混物，大致組成為硬脂酸9-10、石蠟14-15、季銨型乳化劑6-7、水約70%。

3)季銨鹽類

這類較有名的柔軟劑是通過用鹵代烷或烷基硫酸鹽等處理季胺而合成的。從其化學結構來看，這類柔軟劑又可分為以下幾種類型：烷基三甲基季銨鹽類、雙烷基二甲基季銨鹽類、咪唑啉季銨鹽類、含酯基或酰胺基或聚乙二醇基的季銨鹽類。

（1）雙長鏈烷基二甲基季銨類。將季銨鹽的單長鏈烷基改為雙長鏈烷基，可提高柔軟效果，改善泛黃性。雙長鏈烷基二甲基季銨鹽是較早商業化的產品。如二氫化牛油基二甲基氯化銨，它的柔軟性能優良。由于其生物降解性能差且不能制成濃縮型產品，因此國內外已開發出可生物降解的替代品，如2個長鏈烷基分別含有酯基和酰胺基的雙烷酰氧乙基羥乙基甲基季銨鹽和雙烷酰氧乙基雙甲基季銨鹽。

（2）咪唑啉季銨鹽類

柔軟劑IS、柔軟劑SCM和柔軟劑MA均為咪唑啉季銨鹽，與傳統的雙烷基二甲基氯化銨相比，酰胺咪唑啉季銨鹽具有更好的手感和潤濕性，織物褪色、泛黃現象較輕，可配成高濃度溶液使用。

（3）含酯基或酰胺基或聚乙二醇基的季銨鹽類

脂肪酰胺基代替脂肪基可改進柔軟劑的耐熱性。由于脂肪酰胺基的剛性較強，賦予織物柔軟性，使織物手感豐滿、厚實，回彈性好，因此含酰胺基的單烷基、雙烷基柔軟劑發展很快。如Sapamine CH(亞乙基油酰胺乙二胺鹽酸鹽)、柔軟劑TR(亞甲基硬脂酰胺縮硫脲)和柔軟劑HRQ(亞甲基硬脂酰胺脲)等。此外，三乙醇胺脂肪酸酯季銨鹽具有良好的柔軟性、抗靜電性和再潤濕性。二酰胺基乙氧基化季銨鹽因其對皮膚非常溫和的特性而成為成功的商業產品。用尿素交聯烷基酰胺基多胺，可得到聚酰胺型陽離子型柔軟劑，如聚酰胺季銨鹽和酰胺基多胺季銨鹽，它們是聚丙烯纖維柔軟劑不可缺少的成分之一。

II)陰離子柔軟劑

這是最早的柔軟劑，不易被纖維吸附，耐久性差，對酸性、硬水敏感。柔軟效果較差，現在這類表面活性劑已經很少用作柔軟劑，但它不會與螢光增自劑、陰離子染料作用而影響增白效果或發生色變，而且潤濕性和熱穩定性好。主要的商品有國內的MA一700、Ciba-Geigy的Avivan FL、日華的SunsofterA-700。其化學名為磺化琥珀酸十八烷基酯。它的用途：除了纖維索纖維的柔軟外，還用作絲綢防擦傷劑。其主要類型有：硫酸酯鹽、蓖麻酸丁酯硫酸化物、磺基琥珀酸酯等。

1)硫酸酯鹽即土耳其紅油，該類柔軟劑溶解性良好，可以調節其對纖維的親和性，產生良好的柔軟效果，但在空氣中容易出現變黃現象。

2)蓖麻酸丁酯硫酸化物，國內又稱之為磺化油AH，對纖維有平滑和抱合等作用。

3)磺基琥珀酸酯，它們是重要的陰離子型柔軟劑，柔軟性和平滑性都較好，并且具有吸水性。

III)兩性柔軟劑

與陽離子型柔軟劑相比，兩性型柔軟劑對合成纖維的親和力強，沒有泛黃和使染料色變以及抑制熒光增白劑等缺點，能在廣泛的pH值介質中使用。由于價格較貴，目前品種尚不多。常與陽離子型柔軟劑混用。其品種主要有：烷基甜菜堿型和咪唑啉型等。

1)咪唑啉型適合作為柔軟劑的咪唑啉型表面活性劑

2)烷基甜菜堿型這是一類使用較早的柔軟劑，主要包括十六烷基三甲基甜菜堿和十八烷基二甲基甜菜堿18I。

IV)非離子型柔軟劑

非離子柔軟劑從理論上來說不帶電荷，因此它們也沒有顯著的直接性。通常它們被用于“強力加工”如浸軋、噴霧或發泡加工，或像噴射染色機、紗線染色機、繩狀染色機或染缸的“吸盡加工”。非離子柔軟劑和其他活性試劑和產品相容性較好，耐高溫且幾乎無黃變。因此，它是用于熒光增白織物整理較理想的產品。在紡織工業中，這個應用領域最有效的產品是假季銨類和乳化劑的混合物，此混合物不是純粹的非離子，但性能和非離子柔軟劑類似，而且能發揮較好的協同柔軟效果和浴中的穩定、相容性。與陰離子型柔軟劑相似，非離子型的柔軟劑不會使織物發黃，并且不受工作液中硬水鹽類等影響，雖然其耐久性差，對合纖的作用更差，但它可與其它離子型的柔軟劑、助劑拼用，仍有一些品種在使用。主要的商品有上海助劑廠的SG(s14)、Bayer的Persoft FN(s15)、BASF的SorominAFZ(s16)、三洋化成的Sansoftener(s17)、上海制藥廠的司班-60(s18)及三乙醇胺油酸皂等。

此類柔軟劑的配伍性能

脂肪酸多元醇酯：季戊四醇脂肪酸酯和甘油單脂肪酸酯以及失水山梨醇脂肪酸酯是多元醇型非離子柔軟劑中的主要品種。此類柔軟劑對降低纖維的靜摩擦系數效果優良，是一種通用型柔軟劑，在合纖紡紗油劑中應用較為廣泛。脂肪酸聚乙二醇酯：代表品種有sG即脂肪酸聚氧乙烯醚，乙烯基加成數n很低時可以作柔軟劑，適用于棉纖維的柔軟處理。烷醇酰胺和聚氧乙烯脂肪酰胺：脂肪酸二乙醇酰胺在溶液中有很好的穩泡和平滑作用，可用做柔軟劑。聚醚。聚醚類柔軟劑具有優良的耐高溫性能，特別適用于高速、高溫、高壓等場合。

礦物油，包括石蠟，液體石蠟，自油、錠子油等，雖然不是表面活性劑，而都是直鏈烷烴，具有很好的平滑性，使用時需要添加乳化、分散劑。如聚乙二醇非離子表面活性劑，平平加。系列或AEO系列，可使用陰離子表面活性劑，如碳化油的乙醇胺皂，油酸皂等，主要使用在水中有優良的自乳化能力，生成的水包油微乳穩定，不分層，這類產品主要用在降低動摩擦系數，作為紡絲，牽伸、卷筒、紡紗、織造之用。產品有能自乳化的原油和乳狀液兩種。用于結織品后處理用的，如早期的柔軟劑lOl就是石蠟，硬脂酸，白油的原漿狀乳化體，乳化劑用平平加O，柔軟劑101廣泛用于棉織品的柔軟整理，還可作為棉布的起絨劑。

2.1.2有機硅型柔軟劑

有機硅柔軟劑是紡織上應用廣、性能好、效果最突出的一類柔軟劑。由于有機硅具有潤滑性、柔軟性、疏水性好等優點，且合成過程無毒、無環境污染，成本合理，因此得以大量使用。有機硅柔軟劑可分為3大類，即非活性有機硅柔軟劑、活性有機硅柔軟劑和改性有機硅柔軟劑。

1)非活性有機硅柔軟劑。這是第一代的有機硅柔軟劑，主要為二甲基硅油類，可賦予織物較好柔軟性和耐熱性。因不含活性基團，與纖維不起化學反應，因而懸垂性和耐洗性差。可供選擇的商品很多：國內的有柔軟劑C、SD、SPE、YQR、SHA、國外的有Wacker的Finish CT93E、CTgE、CT800、EIO、E1032、大日本油黑的SiliconeSoftenerS00、Bayer的Perlil SI、SE、SIC、SIH、Ciha—Geigy的Arivan HS、SI、SD。依據所采用的乳化劑的離子性不同，相應的有非離子型、陽離子型和陰離子型乳液，以非離子和陽離子混合型最常用。

2)活性有機硅柔軟劑。這是第二代有機硅柔軟劑，主要為羥基硅油乳液和含氫硅油乳液，在金屬催化劑存在下能在織物表面形成網狀交聯結構，使織物具有很好的柔軟性和耐洗性。。代表性的商品有上海樹脂廠的SAH-289、上海助劑廠的柔軟劑SR、星火化工廠的XH-RH、北京的YQl2-01、Dow Coming的DC-1111、Ciba Geigy的Ukratex FSA、Wseker的FinishCT89E、CT90E CT92E等。這類產品的缺點是乳液易漂油造成布料受損。以這二種硅油為主體的柔軟劑，屬于第二代產品。

3)改性有機硅柔軟劑。這是第三代有機硅柔軟整理劑，在有機硅分子鏈上引入其它活性基團，使其具有特殊功能以適應各類織物高檔整理的需要，改善織物的抗油污、抗靜電和親水性能，并使化纖織物具有天然織物的許多優點。活性基團的引入包括：氨基改性、環氧改性、聚醚改性、羧基改性、巰基改性、醇基改性、酯基改性等。

目前商品化的氨基改性有機硅柔軟劑中，有90％以上是氨乙基氨丙基有機硅，此類柔軟劑可使織物滑爽、透氣、豐滿，具有超級柔軟手感，并具有良好的防縮性、耐洗性。但在受熱或紫外線的影響下容易泛黃，不宜用于淺色織物的柔軟整理。且用它整理的織物的吸濕性有很大下降，服裝舒適性受到影響。改進的方法有改變活性基團結構，進行環氧化、酰胺化或仲氨基化，控制改性程度或采用混合改性。

聚醚改性有機硅可改善織物的親水性、抗靜電性和防污性，且乳化方便，不易漂油，工藝上有時還可與染色同浴，是目前紡織上應用最多的一類。環氧改性能賦予織物卓越的平滑性和柔軟性，其活性強度高，與各類纖維和其它聚合物易交聯或共聚，能提高織物的耐洗性、親水性和抗靜電性，且高溫不泛黃，但織物的親水性有時會降低。僅用一種活性基團改性，往往達不到最佳的改性效果，近年來，已發展到將多種活性基團共同使用，使其兼具多種活性基團的優點。包括聚醚一氨基改性、環氧一聚醚改性、氨基一環氧基改性、醇基一聚醚改性等。

三、柔軟劑參考配方