體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能，指出了應(yīng)加速我國(guó)化纖油劑用表面活性劑單體的優(yōu)化開發(fā)。 顯1廣泛用于等a合成（纖c維長(zhǎng)此Wishing研究及管理作ightsreserved.生，高級(jí)工程師。長(zhǎng)期從事化工、化纖等專業(yè)方面的技術(shù)1化學(xué)纖維對(duì)油劑的要求化學(xué)纖維對(duì)油劑性能要求較高，纖維上油后，有的需經(jīng)高溫拉伸和干燥，成品絲還要進(jìn)行后加工、加彈、織造等工序。因此，要求油劑應(yīng)有一定的耐熱性，受熱時(shí)不分解、少揮發(fā)，不使纖維著色；油劑還要有一定的油膜強(qiáng)度，有良好的平滑性。纖維生產(chǎn)及后加工過程中無毛絲、斷頭，盡量減少****、析出物，油劑還要能賦予纖維優(yōu)異的抗靜電性能等。
化纖油劑主要是由平滑劑、乳化劑和抗靜電劑組成。其中平滑劑主要是合成脂肪酸酯、聚醚和少量礦物油；乳化劑以聚氧乙烯醚類為主；而抗靜電劑主要是烷基磷酸酯和烷基醚磷酸酯。在配制油劑時(shí)，單靠一種表面活性劑很難適應(yīng)各方面的要求，因此將幾種不同類型和型號(hào)的表面活性劑復(fù)配在一起，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短發(fā)揮其協(xié)同效應(yīng)。
根據(jù)具體纖維的特性、紡絲工藝對(duì)油劑性能的要求，運(yùn)用專門技術(shù)才能制備出合格的油劑產(chǎn)品。
2抗靜電劑長(zhǎng)期以來，合成纖維油劑抗靜電劑通常是以月桂醇為代表的直鏈醇生產(chǎn)磷酸酯（鹽）作為主要成分，所處理的纖維抗靜電性不充分，達(dá)不到滿意的結(jié)果。自20世紀(jì)90年代以來日本三洋化成公司和德國(guó)拜耳公司，以含有C20以上有支鏈的異構(gòu)烴基的磷酸單雙酯（鹽）作為抗靜電成分，收到了良好的結(jié)果。如以異構(gòu)C20~C36支鏈烴基醇其氧化烷撐的加成物為原料，所合成的磷酸酯（鹽）具有良好的抗靜電效果，高溫時(shí)效果尤其明絲的生產(chǎn)中，使用時(shí)不會(huì)發(fā)生卷纏羅拉等障礙，耐熱性好，具有良好的平滑性，并可避免白粉脫落等現(xiàn)象。
2.1磷酸酯磷酸酯耐熱性好，熱揮發(fā)性小，用它配制的油劑能加油膜強(qiáng)度，減少磨損，改善梳棉狀態(tài)，減少粘纏現(xiàn)象，但配用比例過大或單獨(dú)使用，則會(huì)使纖維平滑性過大，抱合性不足。目前，采用五氧化二磷與脂肪醇為原料生產(chǎn)磷酸酯方法所得到的產(chǎn)品主要是單、雙烷基磷酸酯的混合物。單烷基酯抗靜電性能優(yōu)于雙烷基酯，而雙烷基酯平滑性又優(yōu)于單烷基酯。有報(bào)道作為抗靜電劑在合成纖維油劑中單雙酯含量為1：1較為合適。
烷基磷酸酯的抗靜電效果與相對(duì)濕度有很大關(guān)系，相對(duì)濕度較低時(shí)（40%），其抗靜電效果較差。在相對(duì)濕度為4565%時(shí)，單烷基比雙烷基磷酸酯的抗靜電效果好。磷酸酯鹽的性能與中和劑的品種有一定關(guān)系，例如磷酸酯鈉鹽比磷酸酯鉀鹽使纖維的平滑性好，但抗靜電性卻差。
烷基磷酸酯和烷基醚磷酸酯陰離子抗靜電劑按烷基的長(zhǎng)短可分為低碳醇磷酸酯和高碳醇磷酸酯兩類。低碳醇磷酸酯鹽抗靜電性好，平滑性差，纖維手感發(fā)澀，在高濕度時(shí)發(fā)粘，在低濕度時(shí)抗靜電性明顯下降；高碳醇磷酸酯鹽抗靜電性稍差，但平滑性好，纖維手感柔軟、滑爽。烷基醚（或聚醚）磷酸酯鹽的抗靜電性主要與烷基碳鏈長(zhǎng)短有關(guān)，醚鏈結(jié)構(gòu)影響相對(duì)較小，對(duì)溫度、濕度的敏感程度降低，與聚醚類單體的相容性好，高碳醇醚磷酸酯鹽的抗靜電效果好于相應(yīng)的高碳醇磷酸酯鹽。烷基（醚）磷酸酯鹽的單雙酯比例對(duì)性能也有影響，單酯含量高，抗靜電性好，平滑性差；雙酯多，則平滑性好，抗靜電性下降。
低碳醇一般指Cn以下的醇，主要采用五氧化二磷磷酸化工藝，實(shí)際生產(chǎn)過程需要解決產(chǎn)物色澤、單雙酯比例控制、組成穩(wěn)定性等問題，可應(yīng)用于干法腈綸、細(xì)旦丙綸等油劑中。
高碳醇磷酸酯是種新型抗靜電劑。高碳醇一般具有C18以上的碳鏈，熔點(diǎn)較高。天津工業(yè)大學(xué)高新技術(shù)實(shí)業(yè)公司比較了不同結(jié)構(gòu)、單雙酯的高碳醇磷酸酯對(duì)滌綸、錦綸、丙綸的抗靜電效果。
采用加入第三單體、抗氧劑等手段，合成的單雙酯比例穩(wěn)定的高碳醇磷酸酯具有優(yōu)異的抗靜電性能。
烷基醚（或聚醚）磷酸酯烷基醚磷酸酯是短纖維油劑中常用的組分，隨環(huán)氧乙烷基團(tuán)數(shù)的加，其平滑性加，但對(duì)其抗靜電效果影響不明顯。
烷基醚（或聚醚）磷酸酯最大的特點(diǎn)是與聚醚的相容性好，可以兼有聚醚和磷酸酯的性質(zhì)，具有優(yōu)良的抗靜電性能和耐熱性，是近年來國(guó)際上磷酸酯研究的熱點(diǎn)之一。其技術(shù)核心是聚醚的結(jié)構(gòu)和磷酸酯單雙酯比例的控制。
2.2硫酸酯硫酸酯是短纖維油劑中常用的組分，其主要品種有烷基硫酸酯和烷基醚硫酸酯。制造硫酸酯所用原料主要是月桂醇和Cu~Cl4合成脂肪醇。
硫酸酯使纖維的平滑性好。纖維的平滑性與硫酸酯分子結(jié)構(gòu)中烷基鏈長(zhǎng)短有關(guān)。烷基鏈長(zhǎng)的，平滑性好，烷基鏈短的，平滑性稍差。硫酸酯烷基鏈中若無環(huán)氧乙烷基團(tuán)，則不顯示抗靜電特性，有環(huán)氧乙烷基團(tuán)，則表現(xiàn)出良好的抗靜電性，特別是對(duì)滌綸、丙綸的抗靜電效果很好。烷基醚硫酸酯的抗靜電效果與環(huán)氧乙烷加成摩爾數(shù)及纖維的種類有關(guān)。
3平滑劑3.1礦物油幾種。一般礦物油因含雜質(zhì)，帶有顏色，需要用發(fā)煙硫酸等處理，然后再用白土脫色，過濾后，即可得到無色的工業(yè)白油。油劑中，工業(yè)白油用量5%~50%絡(luò)筒油劑中甚至用到80%以上。但因其耐熱性差，高溫下易揮發(fā)，加之油膜強(qiáng)度較差，在高溫高速紡絲中，其使用受到限制。
3.2天然油脂天然油脂是由高級(jí)脂肪酸的三甘油酯所構(gòu)成。這類平滑劑可列舉出椰子油、大豆油、花生油、玉米油以及豬油等，由于其價(jià)格低，平滑性好，發(fā)煙少，油膜強(qiáng)度高，常與其它平滑劑配合用于POY油劑以外的各類化纖油劑中，但因其分子中含有雙鍵，氧化穩(wěn)定性差，易于結(jié)焦，以及上漿性差，用量一般控制在8%以內(nèi)。
3.3合成酯合成酯是紡絲拉伸一步法FDY、工業(yè)長(zhǎng)絲等油劑的主要平滑劑，國(guó)內(nèi)品種較少。合成酯的原料來源廣，性能較天然礦物油優(yōu)越，揮發(fā)性小，抗氧性好。一般是由各種醇類與高級(jí)脂肪酸通過縮合酯化，酯交換等途徑制備。根據(jù)需要可制成不同用途的單酯、雙酯以及多酯等。
單酯平滑劑為一元酸與二元醇的酯類，一般粘度低。有些雖然能賦予纖維良好的平滑性，但只在一般條件下使用。另外單酯耐磨損性差、沸點(diǎn)低、熔點(diǎn)高、易氧化。雙酯平滑劑雙酯溶解性好，對(duì)添加劑相溶性好。此外，它對(duì)金屬無腐蝕，水解穩(wěn)定，而且無毒。最常用的雙酯型平滑劑是癸二醇二辛酯（DOS）。多元醇平滑劑是多元醇與一元酸的酯化物。其中新戊基多元醇酯，是一種優(yōu)良平滑劑。它是由新戊二醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇與一元酸的酯化物，具有良好的熱穩(wěn)定性和抗氧性。
1礦物油規(guī)格h有數(shù)但用，滑劑的（只一A元醇酯的碳鏈增士平滑性、耐熱性合成酯的粘度和熱穩(wěn)定性均是隨著相對(duì)分子質(zhì)量的大而大，相對(duì)分子質(zhì)量相同時(shí)，隨不飽和程度的加或支鏈度加而減小和變差。為獲得具有一定的相對(duì)分子質(zhì)量，且室溫下為液態(tài)流體的合成酯，一般采用多元酸與一元醇反應(yīng)，或多元醇與一元酸反應(yīng)，或在分子中引入不飽和基團(tuán)以及選用具有支鏈結(jié)構(gòu)的酸或醇等。合成酯以其優(yōu)良的平滑性，較高的油膜強(qiáng)度被大量地應(yīng)用于各種化纖油劑中，尤其是對(duì)平滑性能要求較高的油劑品種，如高強(qiáng)工業(yè)絲油劑、簾子線油劑以及FDY油劑等。
提高，但凝固點(diǎn)上升，反應(yīng)難度加；不飽和酯凝固點(diǎn)低，但受熱容易結(jié)焦，產(chǎn)物顏色深；支鏈和不飽和鍵的引入，可以降低脂肪酸酯的凝固點(diǎn)；不含芳環(huán)的多元醇酯凝固點(diǎn)低，耐熱性好，但價(jià)格較高。
天津工業(yè)大學(xué)采用專用催化劑和后處理技術(shù)合成單酯、雙酯、多元醇酯等20多種高溫酯類和低溫酯類平滑劑，如油酸月桂醇酯、三羥基丙烷異辛醇酯、月桂酸PEG酯等。廣泛地應(yīng)用于滌綸FDY、工業(yè)絲、遠(yuǎn)紅外丙綸等長(zhǎng)絲油劑中。
合成酯在使用中，應(yīng)注意耐熱性及其與漿料的親和性。纖維在后加工上漿過程中，合成酯對(duì)漿料有著類似“塑劑”的作用，易使?jié){皮膜軟化松動(dòng)，失去對(duì)纖維的保護(hù)作用，造成脫漿。過去采用的方法是配入一定量的礦物油來防止脫漿。近年來，有資料報(bào)道，使用季戊四醇雙肉豆蔻酸酯，季戊四醇雙油酸酯，季戊四醇三癸酸酯等合成酯，可有效防止脫漿。
4聚醚類乳化劑聚醚類表面活性劑是化纖油劑配方中最常用的乳化劑。聚醚屬非離子表面活性劑范疇，是化纖油劑和紡織助劑的重要組成部分。按聚合方式不同，聚醚分規(guī)則型聚醚和不規(guī)則型聚醚。
聚醚型表面活性劑單體的特點(diǎn)是耐熱性好，使纖維的平滑性亦好，不發(fā)煙、不凝聚。高相對(duì)分子質(zhì)量聚醚耐熱性更好，油劑中加10 %即可明顯提高油劑耐熱效果。
歐美國(guó)家采用高速紡絲高速假捻時(shí)，使用高相對(duì)分子質(zhì)量（2000~3000）聚醚，因?yàn)樗蜔嵝院谩Ｈ毡局癖竟疽跃郾迹ㄏ鄬?duì)分子質(zhì)量為1000~2000）制得的聚醚，其對(duì)纖維的平滑性、集束性相當(dāng)于油酸月桂醇酯。高速紡、超高速紡油劑用聚醚，要在3500~6200m/min的速度下使油劑快速、均勻地鋪展在油劑表面，且在200C以上的高溫下，要求油劑揮發(fā)小，結(jié)焦少；一些功能性纖維如高速紡遠(yuǎn)紅外纖維還要求油劑具有優(yōu)良的平滑性和較高的油膜強(qiáng)度。
要想滿足上述性能的要求，就需要根據(jù)不同聚醚的相對(duì)分子質(zhì)量大小，設(shè)計(jì)油劑的配方，考慮聚醚與油劑的其它組分配合性好不好，能否使原油乳化的好，原油能否透明，穩(wěn)定，乳液能否穩(wěn)定。
還要充分考慮油劑的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，在化學(xué)纖維的實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行上油試驗(yàn)，考察纖維上油劑的均勻性，可紡性情況，纖維染色均勻性，纖維的一等品率等，考察聚醚對(duì)油劑的平滑性、耐熱性，抱合性，抗靜電性等的綜合影響。
總的來說較高相對(duì)分子質(zhì)量聚醚可以滿足潤(rùn)濕要求，殘留鉀離子少，減少了結(jié)焦，調(diào)節(jié)平滑、提高耐磨和集束性。
5油劑用表面活性劑的發(fā)展趨勢(shì)目前化纖行業(yè)正朝著高速、高效、大容量、短流程、差別化、功能化的方向飛速發(fā)展，隨著新工藝、新設(shè)備的使用，對(duì)化纖油劑提出了更高的要求，如更優(yōu)良的平滑性、潤(rùn)濕性、耐熱性、防結(jié)焦等。只有不斷地開發(fā)具有優(yōu)異性能的、適應(yīng)化纖生產(chǎn)新工藝、新要求的油劑單體系統(tǒng)地對(duì)化纖油劑單體進(jìn)行研制與開發(fā)，才能促進(jìn)化纖生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，這樣化纖油劑才能產(chǎn)生質(zhì)的變化。
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