表面活性劑在合成纖維油劑中的應(yīng)用（一）

一、陰離子表面活性劑在合成纖維油劑中的應(yīng)用
陰離子表面活性劑在油劑中應(yīng)用主要是以磺酸鹽及磷酸鹽形式。早期油劑抗靜電劑大都以磺酸鹽類為主，但由于該類表面活性劑在油劑中使用有一定局限性，且潤滑及抗靜電性能均遜于磷酸酯類表面活性劑，所以現(xiàn)代油劑中的陰離子表面活性劑以磷酸鹽為主，特別是烷基磷酸酯及其鹽(APK)和它的環(huán)氧乙烷(EO)加成物是現(xiàn)代油劑中優(yōu)良的抗靜電劑及潤滑劑。
APK是目前各類纖維，特別是短纖維油劑中常用的組份，它具有良好的抗靜電性和平滑性，而且耐熱性能較好，熱揮發(fā)少，并可增加油膜強(qiáng)度以減少絲束磨耗。油劑中常用的APK是以高碳醇(C12~C16)和P2O5進(jìn)行磷酸化反應(yīng)，通過水解調(diào)節(jié)單雙酯比例，成酯后與KOH中和即得。
1.平滑性及集束性：纖維表面上油后其平滑程度通常用摩擦系數(shù)μ表示，纖維和纖維間摩擦系數(shù)F/Fμ及纖維和金屬間的摩擦系數(shù)F/Mμ與油劑有較大的關(guān)聯(lián)。F/F靜摩擦系數(shù)μs及動摩擦系數(shù)μd和烷基長度有密切關(guān)系。當(dāng)烷基鏈碳數(shù)增加時，F(xiàn)/Fus減少，當(dāng)烷基鏈增加到C14以上時，μs變化趨于平穩(wěn)，而μd上升。由于平滑性主要取決于μs，所以碳數(shù)增加，平滑性增大，而集束性下降。因此使用APK，在配方中要適量，并選擇合適的烷基碳數(shù)，可獲得滿意結(jié)果。
2.抗靜電性：在油劑中加入抗靜電劑，可以克服纖維帶電現(xiàn)象，從而可消除雜紡絲、牽伸、紡織等工序中所產(chǎn)生的毛絲、膨松、斷頭、繞羅拉、下棉網(wǎng)等現(xiàn)象。APK具有良好的抗靜電作用，特別在高濕情況下更為明顯。
抗靜電性受APK中集中因素的影響：
(1)APK烷基碳數(shù)對抗靜電的影響：烷基碳數(shù)增加，疏水基團(tuán)亦相應(yīng)增大，而極性基團(tuán)相對變小，減少了纖維的吸濕性，增加了靜電荷積累，而使抗靜電效果減弱。
(2)APK濃度(M)對抗靜電的影響：一般情況，M越高，抗靜電效果好。例如：C18PK抗靜電效果比C12PK差些，但隨著M升高而差異減小。
(3)APK中的單雙酯比例對抗靜電性的影響：在APK的制備中，由于工藝條件的變化而產(chǎn)生不同比例的單雙酯APK。由于單酯中APK含有二個羥基鉀鹽，而雙酯APK中僅含有一個羥基鉀鹽，前者明顯比后者吸濕性大，而靜電荷積累少，抗靜電性能強(qiáng)。
綜上所述，我們可以依據(jù)他們之間的關(guān)系，依據(jù)這些性能的變化，在調(diào)制油劑時可按不同的氣候條件，不同纖維種類，甚至不同的合成纖維生產(chǎn)設(shè)備來加以選擇。
陰離子表面活性劑除了作為抗靜電劑及平滑劑應(yīng)用于油劑中外，還有其它重要用途，如做為潤濕劑。琥珀酸酯磺酸鹽類就是一個優(yōu)良的潤濕劑。油劑中加入該類表面活性劑，可提高油劑對纖維的親和力，從而使上油均勻，并可按需提高上油率(O.P.U)。該類產(chǎn)品隨著其R基團(tuán)碳鏈不同及加合EO數(shù)的不同亦可制得系列產(chǎn)品。但常用的即是商品滲透劑OT(Aerosol OT)，OT的表面活性能力還是較強(qiáng)的，它在0.1%濃度下對礦物油的界面能力可達(dá)到5.86(mNm-1)。但值的注意的是，該產(chǎn)品在和其它離子型及非離子型表面活性劑調(diào)配時，容易使混合體不穩(wěn)定，所以在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該在達(dá)到滲透潤濕能力的基礎(chǔ)上，盡量不多加入。或者和其它具備較強(qiáng)潤濕能力的非離子表面活性劑共用，以達(dá)到油劑功能的要求。
此外，烷基聚氧乙烯磷酸酯及其鉀鹽(AEPK)是APK和EO的加成物，它不僅具備APK的平滑性和抗靜電性，而且更具備非離子表面活性劑的一定特點(diǎn)，如耐熱性好等優(yōu)點(diǎn)，所以常規(guī)以俗稱“特種PK”得以廣泛應(yīng)用。