表面活性劑在合成纖維油劑中的應用（一）

一、陰離子表面活性劑在合成纖維油劑中的應用
陰離子表面活性劑在油劑中應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)和它的環氧乙烷(EO)加成物是現代油劑中優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，熱揮發少，并可增加油膜強度以減少絲束磨耗。油劑中常用的APK是以高碳醇(C12~C16)和P2O5進行磷酸化反應，通過水解調節單雙酯比例，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μ表示，纖維和纖維間摩擦系數F/Fμ及纖維和金屬間的摩擦系數F/Mμ與油劑有較大的關聯。F/F靜摩擦系數μs及動摩擦系數μd和烷基長度有密切關系。當烷基鏈碳數增加時，F/Fus減少，當烷基鏈增加到C14以上時，μs變化趨于平穩，而μd上升。由于平滑性主要取決于μs，所以碳數增加，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，可獲得滿意結果。
2.抗靜電性：在油劑中加入抗靜電劑，可以克服纖維帶電現象，從而可消除雜紡絲、牽伸、紡織等工序中所產生的毛絲、膨松、斷頭、繞羅拉、下棉網等現象。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烷基碳數對抗靜電的影響：烷基碳數增加，疏水基團亦相應增大，而極性基團相對變小，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。
綜上所述，我們可以依據他們之間的關系，依據這些性能的變化，在調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設備來加以選擇。
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)。該類產品隨著其R基團碳鏈不同及加合EO數的不同亦可制得系列產品。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的，它在0.1%濃度下對礦物油的界面能力可達到5.86(mNm-1)。但值的注意的是，該產品在和其它離子型及非離子型表面活性劑調配時，容易使混合體不穩定，所以在實際應用中應該在達到滲透潤濕能力的基礎上，盡量不多加入。或者和其它具備較強潤濕能力的非離子表面活性劑共用，以達到油劑功能的要求。
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，如耐熱性好等優點，所以常規以俗稱“特種PK”得以廣泛應用。