据了解,塑料柔软剂的使用己有三十多年的历史,在欧美发达国家应用十分普遍,已由纺织工业发展进入家庭领域,1980年联邦德国的柔软剂产量已达四十万吨,其用量仅次于洗涤剂。当今世界,柔软剂的品种和产量坯在不断增多。为何需要如此众多的柔软剂品种,柔软作用和哪些因素有关?这是人们经常思考的问题。
塑料柔软剂在欧美国家应用十分普遍
柔软剂应能降低纤维的表面张力(γFA),使织物产生蓬松、丰满的手感在界面上吸附是表面活性剂的本能。液体改变表面积较为容易,加入表面活性剂,降低表面张力之后,扩大表面积所需之功减少,或者说表面积变得容易扩展,一般的固体如铁板、塑料块则不然,即使涂上表面活性剂,降低了表面张力,其表面积仍难以扩展,这是因为一般物质的比表面※(在表面化学中,物质的比表面As的定义为;As=A/V,即单位体积(V)的物质所具有的表面积(A)。物质越细小,比表面越大)。较小之故,纺织纤维是由线形高分子构成的比表面很大的物质,形状十分细长,分子链的柔顺性也较好,吸附表面活性剂(或柔软剂)之后,表面张力γFA降低,使纤维变得容易扩展表面,伸展其长度,结果是织物变得蓬松、丰满,产生了柔软手感。与此同时,如能降低纤维的摩擦系数,则更便于织物中纤维的伸展。
当然,能够降低纤维表面张力的物质不限于阳离子表面活性剂,有些阴离子、非离子、两性表面活性剂也有这种作用。此外,一些非表面活性物质,例如硬脂酸和石蜡的乳液,在纤维表面主要靠物理吸附并堆积成膜,降低γFA的作用虽较小,但有减小纤维摩擦系数的作用。
根据热力学的理论,最能降低纤维表面张力的物质,在纤维表面的吸附作用最强,形成的吸附膜强度也越大。阳离子表面活性剂依靠静电引力,较强地吸附在纤维表面(大多数纺织纤维在水中带负电荷),降低γFA的作用较大,并且,它在纤维表面的吸附是以分子中的极性基团朝向纤维,以憎水链朝向空气,除了降低γFA的作用外,并能减小纤维的摩擦系数,如用阳离子表面活性剂作为柔软剂时,它的用量一般较小,常以单分子或几个分子层在纤维表面成膜,形成垂直定向吸附层,常用的品种有单或双长链烷基(C16~C18)甲基季铵的卤化物、硫酸盐,或溴化烷基吡啶,应用相当于纤维重量0.l~0.2%的阳离子柔软剂,在纤维表面形成5~lOmμ 厚的吸附层,能产生足够的柔软作用。
柔软剂作为织物的常规后整理助剂,应用至今已有半个多世纪,发展非常迅速,它从最早的表面活性剂类柔软剂发展为高分子聚合物类柔软剂,又从高分子聚乙烯蜡发展为有机硅聚合物,又从聚二甲基硅氧烷乳液发展为端羟基聚硅氧烷乳液、亲水性有机硅柔软剂、氨基聚硅氧烷乳液、氨基聚硅氧烷微乳、低黄变氨基改性有机硅柔软剂、亲水性氨基有机硅柔软剂和超平滑氨基改性聚硅氧烷等。