一种咪唑啉型表面活性剂的制备及性能研究

一种咪唑啉型表面活性剂的制备及性能研究

李小净

保定市乐凯化学有限公司 河北保定 071400

摘要：咪唑啉型表面活性剂是与氨基酸型表面活性剂并列使用且广泛的两性表面活性剂。它广泛应用于医药、纺织、化工、日用化学品等领域。是性能优良的抗静电剂、柔软剂、调理剂、发泡剂、乳化剂、杀菌剂、金属缓蚀剂。

关键词：

咪唑啉型表面活性剂是近3 0年来发展较为迅速的一类新型表面活性剂。由于特殊的结构,使其衍生物对某些物体有优良的润湿性、渗透性、柔软性和抗静电性。近年来,在纺织品的后处理中被广泛用作匀染剂和柔软剂。由咪唑啉衍生物开发的柔软剂对织物有较好的再润湿性和杭静电性,并赋予织物较好的质感。特别是在阳离子柔软剂配方中加入咪唑啉衍生物可减少阳离子在织物纤维间堵塞,增加织物的渗透性。两性咪唑啉表面活性剂与阴离子、非离子表面活性剂具有优良的配伍性。

一、实验

1.主体组分的制备。柔软剂主体组分M A是一种间接连接型咪唑啉阳离子表面活性剂.该物质是通过对1一氨乙基一2-十一烷基咪唑啉进行经甲基化后再与尿素缩合而成的改性产物。该产物外观呈浅黄色固体,为弱阳离子并兼有非离子性特性。对棉及涤棉的接触角较小,故润湿性能优良,其c M c为1.9 8x 1 0^-1g/L,改性后的咪唑啉表面活性剂具有较高的表面活性。

2.乳化剂的选择。改性后的咪唑啉衍生物是一种间接连接型阳离子的油溶性表面活性剂。为使用方便,需选择适合的乳化剂,通过复配使乳化后的产品具有良好的低温分散性、较好的稳定性以及低泡沫性,并具有非离子特性。根据柔软剂的应用特性和被乳化物的结构特征,主乳化剂应选择与被乳化物结构相近的非离子型复合表面活性剂;辅助乳化剂选择能增强复配体系的分散性、乳化性、渗透性的非离子表面活性剂。

3.乳化。先用适量的水将乳化剂和MA单体分别加热溶化后混合,用搅拌器不断搅拌,加足计算量的水,保持搅拌l h后出料。

应用。应用实验中选取棉、涤棉和亚麻三种织物。为了便于考察M A柔软剂,选择2#柔软剂与脂肪酞胺型的H R Q和烷基咪唑啉阳离子型的l s两种商品柔软剂进行对比试验。（1）工艺条件。l)柔软整理工艺

整理温度 20-60℃

浴比 1；20

2#柔软剂 7%

整理方式一浸一轧、烘焙(160℃)或采用浸渍法。

2)与荧光增白剂、树脂同浴整理工艺

MZD树脂 16.4%

M gCI2 1.64%

MA柔软剂 2.6%

CF 1.3 5g/L

DRVS 0.05 g/L

DBVS 0.22 5 g/L

JFC 1g/L

(2)柔软荆整理效果的评价。l)柔软整理后织物刚柔性测试，仪器，织物硬挺度仪(自制),测试方法参见。2)柔软整理后织物折皱回复角测试，仪器重锤(1 0 N),测量器,秒表,试样夹。测试方法参见文献。3)柔软整理后织物抗静电性测试，仪器，Y G 3 4 2型感应式静电仪。测试方法将原布及柔软整理的织物剪成65m m,宽4 5m m布片,每一织物试样剪三片进行测试。4)柔软整理后织物摩擦系数测试，仪器，摩擦系数测试仪。5)柔软整理后织物接触角测试，仪器，接触角测量仪。6)柔软整理后织物泛黄性测试，仪器，白度仪W S D一111。7)柔软整理后织物手感评定，柔软剂效果的好坏,虽然可以用一些测试数据来反映,但手感也是评定柔软剂效果优劣的一种最直观的重要指标.因条件限制,采用简便实用的两两对比法,将各次结果汇总列出织物的优劣顺序。本次评定由三人以上组成小组,以闭目触感评定。

二、结果分析与讨论

1.刚柔性测试。表1给出的结果是采用浸轧法处理亚麻和涤棉织物后所测出的抗弯长度。用斜面法测定织物的刚柔性,在测定条件相同时,下垂弯曲长度与织物弯曲和剪切中的摩擦阻力有关。柔软整理后的织物其摩擦滞后现象小,所以滑出较短的长度即下垂,下垂弯曲长度短,则柔软效果好。

表1处理后的亚麻和涤棉织物的抗弯长度

由表1可见,经过柔软整理的织物抗弯长度均比空白织物的杭弯长度短,各种柔软剂整理后亚麻织物与涤棉织物抗弯长度减小顺序相同,均为M A>I I R Q>15。

折皱回复角试验。

表2亚麻和涤棉织物的折皱弹性(度）

表2列举了浸轧法整理后的亚麻织物和涤棉织物的折皱回复角测试结果.经柔软整理的织物,其弹性数据均比空白织物有所提高。弹性提高的顺序与下垂弯曲长度减小的趋势一致。

3.织物抗静电性试验。选用与上述同样的亚麻和涤棉织物,在相同的柔软工艺中用浸轧法处理,利用感应式静电仪对其进行测试.用三种柔软剂整理的两种织物的半衰期均小于空白织物,即抗静电性增强。且M A对亚麻处理时其抗静电性优于H R Q和l S。这是因为柔软剂在纤维表面形成一层“介电屏蔽”,这层屏蔽有降低界面电势的作用,使纤维表面的静电及时传导出,提高了纤维表面的导电性。还可见H R Q对涤棉具有较好的抗静电性。

4.织物摩擦系数和接触角的测定，

表3不同柔软荆整理后织物靡擦系数

由表3数据可知,三种柔软剂整理的两种织物的△μ0均在0.0 5以下,表明该柔软剂起到调节织物纤维之间的摩擦性能的作用图,使静、动摩擦系数之差降低,赋予织物柔软,光滑等风格。虽M A效果比H R Q略有逊色,但优于1 5.通过对整理后的亚麻和涤棉织物的接触角测定发现,蒸馏水滴在整理后的织物表面接触角变化非常迅速,在短时间内即达到全部铺展.结果表明,经咪唑啉类柔软剂整理的织物不会引起织物的疏水性。特别是经过M A整理后的织物具有较强的润湿能力。

5.泛黄性试验，将亚麻织物按上述柔软工艺整理后,用白度仪对其泛黄性进行测试,。

表4不同柔软剂对麻织物泛黄性比较

表中Gs值M A最小,表明其泛黄性大于H R Q和I S两种柔软剂。这可能是由M A单体颜色较深造成的。

6.织物手感评定。本实验观察了不同柔软剂及不同浸渍方法对亚麻和纯棉织物的柔软整理效果。观察方法是将柔软整理的织物由3人以上组成的评定小组以闭目触感评定,5级最高,整理方法对其柔软效果无影响M A的柔软效果均优于H R Q和I S。整理工艺中的整理温度和整理剂用量均对整理织物的柔软效果有影响。实验还发现,随着温度提高,整理后织物手感明显提高。这是由于随温度升高,柔软剂与纤维反应性加快,使纤维表面具有一定的吸附量。但温度过高时,柔软剂解吸量增加,但柔软效果增加不明显,

三、结论

1.由1一氨乙基一2一十一烷基咪唑啉改性后得到的间接连接型阳离子咪唑啉衍生物,具有较弱的阳离子性和较高的表面活性。

2.由改性后的咪唑啉M A为主体复配成的柔软剂,具有低温分散性好、使用方便等特点,且具有较高的配伍值,能与阴离子性荧光增白剂及其他助剂同浴使用,稳定性高,在应用中显示出良好的协同效应。

3.以M A为主体的柔软剂通过对棉、涤棉和亚麻织物整理结果表明,该柔软剂具有较高的柔软性和抗静电性,并且优于同类产品,是一种有发展前途的多功能柔软剂，

4.M A柔软剂对织物的泛黄性略逊于H R Q和I S,这表明MA单体的合成工艺需进一步改进。

5.M A单体的合成工艺易掌握,成本低,原料来源丰富,产品具有实际应用价值。

总之，通过制备出一种具有弱阳离子性的间接连接型咪唑啉衍生物阳离子表面活性剂单体,并以此为主要组分复配具有优良性能的弱离子性一非离子性的新型咪哇类柔软剂,为该类柔软剂的开发应用创造出更佳的应用性能。

参考文献：

[1]赵红，浅谈十一烷基咪唑啉的制备及用途.2017.

[2]王海洋，探讨十一烷基咪唑啉的制备和用途.2017.