表面活性劑在合成纖維油劑中的應(yīng)用（二）

二、陽離子及兩性表面活性劑在油劑中的應(yīng)用
陽離子表面活性劑在油劑中應(yīng)用較多的是胺類(脂肪胺及季銨鹽衍生物)，它可作為乳化劑、抗靜電劑及殺菌劑。高碳烷基胺類衍生物在油劑中還起著較強(qiáng)的集束作用。而常用的殺菌劑“潔爾滅”(烷基、苯甲基、二甲基季銨鹽酸鹽)即是季銨鹽衍生物。在油劑調(diào)配中使用“潔爾滅”應(yīng)注意用量要適當(dāng)，因?yàn)樗推渌?a href="/fzqclzj/52.htm" target="_blank" title="表面活性劑">表面活性劑配伍容易使溶劑不穩(wěn)定。一般油劑中潔爾滅的用量應(yīng)僅僅保住油劑本身在儲(chǔ)運(yùn)中不腐敗，而并不能確保油劑配制成乳液使用過程中的殺菌功能。合成纖維廠在使用油劑過程中，應(yīng)按工藝需要另外在乳液中加入溴代硝基系化合物或異噻唑啉類化合物，方能保證乳液在使用過程中不產(chǎn)出腐敗現(xiàn)象。
兩性表面活性劑在油劑中使用具代表性的是高碳叔胺氧化胺類品種，它具有在非水狀態(tài)下的優(yōu)良的抗靜電性，這是PK類抗靜電劑所無法達(dá)到的性能。所以低濕條件下纖維生產(chǎn)裝置，使用氧化胺類表面活性劑同樣可獲得優(yōu)良的抗靜電性能。上海石化油劑廠生產(chǎn)的無紡布油劑就是以該類產(chǎn)品為主制備的。氧化氨類產(chǎn)品在油劑中調(diào)配時(shí)由于發(fā)生泡沫較多而使其應(yīng)用受到了一定影響，使用時(shí)需選擇恰當(dāng)?shù)?a href="/xpj" target="_blank" title="消泡劑">消泡劑或有消泡性能的表面活性劑，例如與聚醚類產(chǎn)品共用，則情況要改善。
三、非離子表面活性劑在油劑中的應(yīng)用
非離子表面活性劑，以其優(yōu)良的潤(rùn)滑性、集束性、乳化性、潤(rùn)濕性、抗靜電性、耐磨性和優(yōu)良的熱性能而廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代各類油劑中。非離子表面活性劑中的各類醇醚、酚醚、聚醚以其不同的性能給予了油劑不同的功能。
1. 醇醚，即脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)，是脂肪醇和環(huán)氧乙烷(EO)的加成物。由于脂肪鏈碳數(shù)和EO個(gè)數(shù)的不同，而產(chǎn)生不同的性能，所以不同的AEO，具有不同的乳化性、潤(rùn)滑性及潤(rùn)濕性。
醇醚的性能受以下幾種因素的影響：
(1)醇醚中EO個(gè)數(shù)的變化使AEO的表面張力發(fā)生變化，而且隨著溶液濃度的改變而使不同EO數(shù)的AEO的表面張力發(fā)生不同程度的改變。EO數(shù)增加，表面張力加大，對(duì)纖維的表面潤(rùn)濕性減小，EO數(shù)為20以上時(shí)明顯。
(2)醇醚中摩擦性能受EO加成摩爾數(shù)的影響。EO個(gè)數(shù)增加，靜摩擦系數(shù)μs及動(dòng)摩擦系數(shù)μd都有一定程度的增加，但當(dāng)EO數(shù)達(dá)到15以上時(shí)，其μ變化情況就不再明顯。所以在油劑調(diào)配時(shí)，選擇合適的EO加成數(shù)，才能達(dá)到預(yù)期的平滑效果。
(3)醇醚中烷基碳數(shù)的變化對(duì)摩擦系數(shù)、表面能力、潤(rùn)濕性等都有較大的影響。烷基鏈越長(zhǎng)，摩擦系數(shù)、表面能力、潤(rùn)濕性等多有較大的影響。烷基鏈越長(zhǎng)，摩擦系數(shù)越小，當(dāng)達(dá)到18以上時(shí)則達(dá)到定值，然后基本保持不變。
2. 酚醚，即烷基酚聚氧乙烯醚(AQEO)
烷基酚聚氧乙烯醚(AQEO)以辛基酚、壬基酚類的EO加成物在油劑中應(yīng)用多，這是由于C8~C9烷基酚的EO加成物表面活性劑強(qiáng)，且耐熱性較AEO好。AQEO中EO的加成數(shù)不同而具有不同的乳化性、潤(rùn)濕性及平滑性。當(dāng)EO數(shù)在3~10之間時(shí)以乳化、潤(rùn)濕為主，EO數(shù)>10時(shí)以平滑、集束為主，但油劑中使用時(shí)EO數(shù)一般也不超過20。
酚醚、醇醚的磷酸酯鉀鹽(AEOPK、AQEOPK)俗稱特種PK，例如壬基酚聚氧乙烯(10)磷酸酯鉀鹽NP-10-PK)，十三醇聚氧乙烯(3)磷酸酯鉀鹽[C13(EO)3PK]等，均為改性優(yōu)質(zhì)抗靜電劑。由于EO的加入，它們不僅具有良好的抗靜電性，而且具有與其它表面活性劑配伍性大等特點(diǎn)。
3. 聚醚
在合成纖維油劑中，Pluonic型聚氧乙烯聚氧丙烯(EO/PO)無規(guī)共聚物(俗稱無規(guī)聚醚)是非常重要的單體。它具有優(yōu)良的平滑性、集束性、耐磨性以及耐熱性，特別是在現(xiàn)代高速防絲工藝過程中及超細(xì)纖維紡絲過程中，更是非它調(diào)配油劑不可。
無規(guī)聚醚，由于其起始劑的不同，EO/PO比例的不同、總分子量的不同，而具有不同的性能，所以不同規(guī)格的無規(guī)聚醚，可給予油劑以不同的功能。
合成纖維油劑中常用無規(guī)聚醚起始劑，分單引發(fā)基團(tuán)及多引發(fā)基團(tuán)兩種，但引發(fā)基團(tuán)常用丁醇、十二醇、十三醇、烷基酚等;多引發(fā)基團(tuán)常用乙二胺、丙二醇、丙三醇等。引發(fā)劑實(shí)際構(gòu)成了無規(guī)聚醚結(jié)構(gòu)中EO/PO聚合體前端的疏水基團(tuán)，所以疏水基團(tuán)的大小對(duì)無規(guī)聚醚產(chǎn)生不同的性能。
在無規(guī)聚醚中，EO是親水基團(tuán)、PO是疏水基團(tuán)。所以EO和PO的比例變化直接使聚醚的表面活性產(chǎn)生變化，對(duì)聚醚的親水性、粘度、濁點(diǎn)、抗靜電性能都有較大的影響，從而影響到油劑的功能。此外，無規(guī)聚醚分子量大小對(duì)油劑的平滑性及耐磨性也有較大影響。
無規(guī)聚醚作為合成纖維中主要的平滑劑存在，同時(shí)也有較好的集束效果，低分子量聚醚與揮發(fā)，高分子聚醚耐熱性好。不同功能的合纖油劑要求不同規(guī)格(如引發(fā)劑、EO/PO比、分子量等)的聚醚。在高速紡絲過程中，POY油劑一般要求分子量在2000左右的聚醚，為提高集束能力，也可加入分子量為5000以上的商量聚醚，這種聚醚調(diào)配的POY油劑，平滑集束性好，而且在后工段過程中熱性能符合要求。