氨基硅油的特性表征是什么?
氨基硅油有三個重要參數(shù):氨值、黏度、反應性。通常以它們來表征氨基硅油的分子結構,這三個特性參數(shù)基本上反映了氨基硅油的品質(zhì),并影響被織物的整理效果。被整理織物的性能取決于:氨值的大小、氨基分布是否均勻,以及氨基硅油分子量大小等。氨值是氨基含量的表征,即中和 1g 氨基硅油所消耗濃度為 1mol/L 的鹽酸的物質(zhì)的量,單位為 mmol/g。因此,氨值直接與硅油中氨基含量的摩爾百分數(shù)成正比。氨基硅油對纖維所產(chǎn)生的柔軟、平滑效果,很大程度上與分子中氨基含量的多少有關,氨基含量越高,氨值就越大,被整理織物的手感就越柔軟和光滑。但織物性質(zhì)不完全取決于氨值大小,氨基分布均勻與否、氨基硅油的分子量都會影響織物的性質(zhì)。用做織物整理劑的氨基硅油的氨值一般在 0.2~0.6 之間。
氨當量也常用于表示氨基含量,指氨基改性硅油分子中 1 個 N 原子相當?shù)哪栙|(zhì)量(氨當量=氨基改性硅油摩爾質(zhì)量/分子中 N 原子數(shù)) ,所以氨當量越大,則相應硅油所含氨基的數(shù)目就越少。
另外,氨基含量也可以用氨基摩爾質(zhì)量分數(shù)來表征。
黏度是氨基硅油摩爾質(zhì)量的外觀表示方法,氨基硅油的分子量可用滲透壓(VPO)法或凝膠滲透色譜(GPC)法測定,但因儀器限制,更常用黏度來表征。氨基硅油的黏度直接與分子質(zhì)量成正比,黏度越大,其分子質(zhì)量相應也越大。由于織物烘干定型時氨基硅油分子間會發(fā)生交聯(lián),所以氨基硅油的起始分子量與最終在織物上成膜的分子量會有所不同。
反應性是指在織物整理條件下,硅油可和基質(zhì)發(fā)生化學反應的這種性質(zhì),是就氨基硅油分子的端基和取代基而言的。這些基團可以是甲基也可以是具有反應性的甲氧基或羥基。具有反應性端基的氨基硅油在處理織物時,可在纖維表面交聯(lián),或與纖維上的羥基等基團發(fā)生化學反應,因此若選擇合適的交聯(lián)劑,可使織物更柔軟、平滑和富有彈性。
關于硅油的分子結構與柔軟效果的關系,報道不較少。
氨基硅油的紡織化纖應用性能如下:
(1)柔軟性能好。氨基硅油是一種陽離子硅油,它的最大特點是柔軟性能好。若將柔軟性等級分為 0~10 共 11 個等級,那么,經(jīng)氨基硅油整理過的織物其柔軟性等級≥7;
(2)降低織物表面的摩擦系數(shù)、賦予織物滑爽感。日本曾有人用黏度為 800mm2/s、氨當量為 2000 的氨基硅油處理聚酯波紋綢,該織物表面的靜摩擦系數(shù)顯著下降,從 0.267 降至 0.107;
氨基硅油的紡織化纖應用性能如下:
(3)提高織物的抗撕裂強度和回彈性。因氨基硅油可在織物表面交聯(lián)形成網(wǎng)狀結構的膜,進而增強了織物的抗撕裂強度和回彈性;
(4)可賦予織物某些特殊的手感。這點在混紡織物整理方面尤為明顯,如在聚酯/棉纖維織物上,高黏度氨基硅油可使纖維具有豐滿、似棉一樣的手感,而低黏度的氨基硅油則賦予纖維光滑的絲綢感;
氨基硅油的紡織化纖應用性能如下:
(5)織物耐洗性好。由于氨基與織物表面的反應基團反應,牢固的吸附在織物表面,從而使織物獲得良好的耐洗性;
(6)賦予織物抗靜電性,其效果以陽離子聚醚改性氨基硅油最好。
脫模劑:
氨基硅油具有良好的潤滑性和防黏性,無毒、耐高溫且不易揮發(fā),對金屬無腐蝕性,與大多數(shù)橡膠和塑料不互溶,同時它具有很好的噴出性并使脫模部件的表面具有良好的光潔性。在脫模劑中它還常能起到穩(wěn)定的作用,可防止脫模劑分層,因此它是一種比較理想的脫模劑。
拋光劑:
無論是液態(tài)還是乳液形態(tài)的氨基硅油均可交聯(lián)固化,適宜用于金屬、汽車拋光和軟表面裝飾,除此之外,氨基硅油還可繼續(xù)交聯(lián),與表面形成化學鍵,可提高拋光膜的耐久性和耐水性,如用蠟上光,光澤僅保持 1 周,而用含氨基硅油的拋光劑,則可使光澤保持 2~3 個月。
樹脂改性劑:
聚氨酯、環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂這三種功能性材料因各自優(yōu)異的物理機械性能均得到了廣泛的應用。但同時它們也存在很多不足,如聚氨酯不耐高低溫、易老化;環(huán)氧樹脂表面能高、脆性大、抗沖擊和抗開裂性能差;丙烯酸樹脂對溫度極為敏感,即“熱黏冷脆”,且不耐有機溶劑等缺點,這限制了它們在某些特定領域的應用。若用氨基硅油對它們進行改性,則能有效地改善其不足。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):氨基聚硅氧烷的引入,可在一定程度上降低環(huán)氧樹脂的模量,提高其柔韌性,并明顯改善它的表面性能。
個人洗護用品添加劑:
氨基硅油是化妝品的重要添加劑,基于氨基硅油的強吸附性和良好的平滑性,它己在洗發(fā)香波、燙發(fā)液、毛發(fā)修復劑及固發(fā)劑中得到了廣泛的應用。在洗發(fā)香波中添加少量的氨基硅油,可使水、表面活性劑等成分易于分散,并能有效地降低頭發(fā)之間、頭發(fā)與梳子間的摩擦系數(shù),從而令頭發(fā)易于梳理,賦予頭發(fā)柔軟、平滑的手感;在牙膏中添加少量的氨基硅油,可在牙齒表面形成穩(wěn)定的疏水薄膜,有效地防止因吸煙、飲茶而引起的牙齒著色,同時也能防止細菌或有機酸引起的齲蝕,有利于保持口腔衛(wèi)生。
紙張柔軟劑、皮革滑爽劑 :
氨基硅油可用作紙張柔軟劑和皮革滑爽劑,其作用機理與其用作織物柔軟劑的機理大致相同。與其他紙張柔軟劑相比,陽離子型氨基硅油柔軟劑對紙張具有超級柔軟的作用,但經(jīng)其整理后的紙張的白度、強度和吸濕性均有所下降。若用適量的聚醚改性硅油、增強劑與氨基硅油進行復配,再用于整理時則能有效地改善上述不足。氨基硅油用作皮革滑爽劑,可使皮革具有較好的物理機械性能以及良好的滑爽性、透氣性、疏水性及耐干濕擦等性能。
涂料添加劑:
將氨基硅油配入涂料中,可有效的提高顏料及填料在涂料中的分散性,改善涂料外觀以及顏色的均勻性,以及固化后的光澤性和色澤鮮艷性,同時還可減輕或防止涂層的粘連。另外,含有氨基硅油的水基乳液涂料,能夠經(jīng)受多次結冰-融化循環(huán)而不破乳。