柔软剂配方分析

一、背景

柔软剂广泛应用于纺织、皮革等行业，禾川化工引进尖端配方解剖技术；禾川化工专业从事柔软剂配方分析、成分检测、配方还原、配方检测，禾川化工为纺织皮革企业提供整套产品配方改进技术方案；印染助剂中，柔软剂是整理助剂中的一个大类。其主要功能是满足各种纺织品的不同手感，不同风格，不同要求。棉花，纤维，散毛以及各种混纤维染色后，要上柔软剂，改善手感，消除静电，增加纤维间抱合力，提高纤维的可纺性，可织造性，保证纺纱织布正常进行。绞纱，筒小线，缝纫线等染色后，要上柔软剂，提高织造性能，缝纫线要光洁，耐高温，高速缝纫时不断头。梭织布，针织布染色印花后，要上柔软剂，给消费者一种舒适美丽的感觉，要求柔软、滑爽、蓬松；加工好的成衣，有的要求久定形，形态记忆整理，如免烫、防水、防污、阻燃、抗菌卫生、抗紫外、防辐射等，整理后要上柔软剂，确保成衣有良好的手感。随着现代生活水平的提高，柔软剂的使用已发展到家庭洗涤工序，统称柔软调理剂。

因此，纺织品柔软剂的品种多，产量大，是纺织助剂中的一个大家族。据不完全统计，1979年化工部沈阳研究院编印的“纺织助剂品种手册”柔软剂只有12个牌号，以上海助剂厂为主，还有天津，丹东、武汉等企业；1985年仍然是沈阳院编印的“品种手册’’柔软剂有76个牌号，生产企业还有无锡纺织助剂厂、丹东、浙江等近30家；2001年黄茂福教授编的“品种手册，有577个牌号，包括汽巴～嘉基、克莱恩、巴斯夫等外资企业在内，全国有近200个工厂企业，可见柔软剂发展非常迅速。

二、柔软剂

纺织品柔软剂的开发生产还应注意高效、节能、减排、绿色环保。许多不具备生产条件的助剂企业可多搞些复方配制，脂肪族型的柔软剂可以多品种复配，有机硅型的柔软剂也可以多品种复配，脂肪族型与有机硅型还可以复配，复配具有广阔天地，复配过程简单且少排污，复配得好附加值就高，这是一个发展方向。纺织品柔软剂的环保要求，应严格控制或不含游离甲醛，应不含有重金属离子，应不含有毒致癌物质，出口产品还要注意不含APEO，不含PFOA，不含PFOS等。

2.1柔软剂的分类

纺织品柔软剂商品主要分为两大类： 1）一类是脂肪族型(非硅)柔软剂：以阳离子型为主，还有非离子型，阴离子型和阴刚两性离子型。商品剂型有：乳液状、厚浆状、高浓软油精和蜡状软片软珠等。2）另一类有机硅型柔软剂：第一代甲基硅油乳液；第二代D4硅油乳液聚合，亦称羟乳； 第三代D4硅油与偶联剂本体聚合，再乳化，商品有乳液状(称聚乳)，透明液状(称微乳)，高浓缩硅油(50％)(80％)等。

2.1.1脂肪族型(非硅)柔软剂

I）阳离子柔软剂

这类柔软剂品种较多，是目前使用最普遍的柔软剂。主要是由于大多数纤维在水中带有负电荷，阳离子型柔软剂容易吸附在纤维表面，结合能力较强，能耐高温、耐洗涤，且整理后织物丰满滑爽，能改善织物的耐磨性和撕破强力，对合成纤维还具有一定的抗静电效果。因此被广泛用于棉、锦纶、腈纶等织物，也有此品种适用于丝绸。但部分阳离子型柔软剂在高温时易引起黄变，并伴有耐光色牢度的下降。阳离子型柔软剂一般是十八胺或二甲基十八胺的衍生物或硬脂酸与多乙烯多胺的缩合物。根据其结构又可分为叔胺类柔软剂、季铵盐类柔软剂，咪唑啉季铵盐类柔软剂、双烷基二甲基季铵盐类柔软剂等。

1)伯胺盐类

这种伯胺盐的典型代表是十八烷基氯化铵，它可以通过中和相应的十八烷基胺而制得。此类伯胺盐类链足够长的衍生物赋予良好的润滑和柔软性，但水溶性则相当低。这类柔软剂对纺织加工不是很重要。

2)叔胺盐类

这类衍生物可以通过用有机酸或无机酸将叔胺转化为相应的盐而制得。而叔胺可以通过用脂肪氯或脂肪醇对仲胺进行烷基化而制得。许多具有此类结构的商品用作乳化剂、煮练剂及润湿剂。其与表面带负电的织物纤维表面结合力较小，容易在洗涤时脱落，因此，在家用柔软剂领域用量较少。如BASF的Soromin A：(1)硬脂酸与三乙醇胺160-180度脱水生成三乙醇胺单硬脂酸酯(s3m)，(2)s3m用甲酸成盐即得产品：Soromin A的特点：原料便宜、制造简单、性能照好，它是阳离子表面活性剂中用途较广的产品。缺点是因靠酯键结合而易水解断链。与其性能相仿的产品还有Ceranine HC39，但HC39是简单的拼混物，大致组成为硬脂酸9-10、石蜡14-15、季铵型乳化剂6-7、水约70%。

3)季铵盐类

这类较有名的柔软剂是通过用卤代烷或烷基硫酸盐等处理季胺而合成的。从其化学结构来看，这类柔软剂又可分为以下几种类型：烷基三甲基季铵盐类、双烷基二甲基季铵盐类、咪唑啉季铵盐类、含酯基或酰胺基或聚乙二醇基的季铵盐类。

（1）双长链烷基二甲基季铵类。将季铵盐的单长链烷基改为双长链烷基，可提高柔软效果，改善泛黄性。双长链烷基二甲基季铵盐是较早商业化的产品。如二氢化牛油基二甲基氯化铵，它的柔软性能优良。由于其生物降解性能差且不能制成浓缩型产品，因此国内外已开发出可生物降解的替代品，如2个长链烷基分别含有酯基和酰胺基的双烷酰氧乙基羟乙基甲基季铵盐和双烷酰氧乙基双甲基季铵盐。

（2）咪唑啉季铵盐类

柔软剂IS、柔软剂SCM和柔软剂MA均为咪唑啉季铵盐，与传统的双烷基二甲基氯化铵相比，酰胺咪唑啉季铵盐具有更好的手感和润湿性，织物褪色、泛黄现象较轻，可配成高浓度溶液使用。

（3）含酯基或酰胺基或聚乙二醇基的季铵盐类

脂肪酰胺基代替脂肪基可改进柔软剂的耐热性。由于脂肪酰胺基的刚性较强，赋予织物柔软性，使织物手感丰满、厚实，回弹性好，因此含酰胺基的单烷基、双烷基柔软剂发展很快。如Sapamine CH(亚乙基油酰胺乙二胺盐酸盐)、柔软剂TR(亚甲基硬脂酰胺缩硫脲)和柔软剂HRQ(亚甲基硬脂酰胺脲)等。此外，三乙醇胺脂肪酸酯季铵盐具有良好的柔软性、抗静电性和再润湿性。二酰胺基乙氧基化季铵盐因其对皮肤非常温和的特性而成为成功的商业产品。用尿素交联烷基酰胺基多胺，可得到聚酰胺型阳离子型柔软剂，如聚酰胺季铵盐和酰胺基多胺季铵盐，它们是聚丙烯纤维柔软剂不可缺少的成分之一。

II)阴离子柔软剂

这是最早的柔软剂，不易被纤维吸附，耐久性差，对酸性、硬水敏感。柔软效果较差，现在这类表面活性剂已经很少用作柔软剂，但它不会与萤光增自剂、阴离子染料作用而影响增白效果或发生色变，而且润湿性和热稳定性好。主要的商品有国内的MA一700、Ciba-Geigy的Avivan FL、日华的SunsofterA-700。其化学名为磺化琥珀酸十八烷基酯。它的用途：除了纤维索纤维的柔软外，还用作丝绸防擦伤剂。其主要类型有：硫酸酯盐、蓖麻酸丁酯硫酸化物、磺基琥珀酸酯等。

1)硫酸酯盐即土耳其红油，该类柔软剂溶解性良好，可以调节其对纤维的亲和性，产生良好的柔软效果，但在空气中容易出现变黄现象。

2)蓖麻酸丁酯硫酸化物，国内又称之为磺化油AH，对纤维有平滑和抱合等作用。

3)磺基琥珀酸酯，它们是重要的阴离子型柔软剂，柔软性和平滑性都较好，并且具有吸水性。

III)两性柔软剂

与阳离子型柔软剂相比，两性型柔软剂对合成纤维的亲和力强，没有泛黄和使染料色变以及抑制荧光增白剂等缺点，能在广泛的pH值介质中使用。由于价格较贵，目前品种尚不多。常与阳离子型柔软剂混用。其品种主要有：烷基甜菜碱型和咪唑啉型等。

1)咪唑啉型适合作为柔软剂的咪唑啉型表面活性剂

2)烷基甜菜碱型这是一类使用较早的柔软剂，主要包括十六烷基三甲基甜菜碱和十八烷基二甲基甜菜碱18I。

IV)非离子型柔软剂

非离子柔软剂从理论上来说不带电荷，因此它们也没有显著的直接性。通常它们被用于“强力加工”如浸轧、喷雾或发泡加工，或像喷射染色机、纱线染色机、绳状染色机或染缸的“吸尽加工”。非离子柔软剂和其他活性试剂和产品相容性较好，耐高温且几乎无黄变。因此，它是用于荧光增白织物整理较理想的产品。在纺织工业中，这个应用领域最有效的产品是假季铵类和乳化剂的混合物，此混合物不是纯粹的非离子，但性能和非离子柔软剂类似，而且能发挥较好的协同柔软效果和浴中的稳定、相容性。与阴离子型柔软剂相似，非离子型的柔软剂不会使织物发黄，并且不受工作液中硬水盐类等影响，虽然其耐久性差，对合纤的作用更差，但它可与其它离子型的柔软剂、助剂拼用，仍有一些品种在使用。主要的商品有上海助剂厂的SG(s14)、Bayer的Persoft FN(s15)、BASF的SorominAFZ(s16)、三洋化成的Sansoftener(s17)、上海制药厂的司班-60(s18)及三乙醇胺油酸皂等。

此类柔软剂的配伍性能

脂肪酸多元醇酯：季戊四醇脂肪酸酯和甘油单脂肪酸酯以及失水山梨醇脂肪酸酯是多元醇型非离子柔软剂中的主要品种。此类柔软剂对降低纤维的静摩擦系数效果优良，是一种通用型柔软剂，在合纤纺纱油剂中应用较为广泛。脂肪酸聚乙二醇酯：代表品种有sG即脂肪酸聚氧乙烯醚，乙烯基加成数n很低时可以作柔软剂，适用于棉纤维的柔软处理。烷醇酰胺和聚氧乙烯脂肪酰胺：脂肪酸二乙醇酰胺在溶液中有很好的稳泡和平滑作用，可用做柔软剂。聚醚。聚醚类柔软剂具有优良的耐高温性能，特别适用于高速、高温、高压等场合。

矿物油，包括石蜡，液体石蜡，自油、锭子油等，虽然不是表面活性剂，而都是直链烷烃，具有很好的平滑性，使用时需要添加乳化、分散剂。如聚乙二醇非离子表面活性剂，平平加。系列或AEO系列，可使用阴离子表面活性剂，如碳化油的乙醇胺皂，油酸皂等，主要使用在水中有优良的自乳化能力，生成的水包油微乳稳定，不分层，这类产品主要用在降低动摩擦系数，作为纺丝，牵伸、卷筒、纺纱、织造之用。产品有能自乳化的原油和乳状液两种。用于结织品后处理用的，如早期的柔软剂lOl就是石蜡，硬脂酸，白油的原浆状乳化体，乳化剂用平平加O，柔软剂101广泛用于棉织品的柔软整理，还可作为棉布的起绒剂。

2.1.2有机硅型柔软剂

有机硅柔软剂是纺织上应用广、性能好、效果最突出的一类柔软剂。由于有机硅具有润滑性、柔软性、疏水性好等优点，且合成过程无毒、无环境污染，成本合理，因此得以大量使用。有机硅柔软剂可分为3大类，即非活性有机硅柔软剂、活性有机硅柔软剂和改性有机硅柔软剂。

1)非活性有机硅柔软剂。这是第一代的有机硅柔软剂，主要为二甲基硅油类，可赋予织物较好柔软性和耐热性。因不含活性基团，与纤维不起化学反应，因而悬垂性和耐洗性差。可供选择的商品很多：国内的有柔软剂C、SD、SPE、YQR、SHA、国外的有Wacker的Finish CT93E、CTgE、CT800、EIO、E1032、大日本油黑的SiliconeSoftenerS00、Bayer的Perlil SI、SE、SIC、SIH、Ciha—Geigy的Arivan HS、SI、SD。依据所采用的乳化剂的离子性不同，相应的有非离子型、阳离子型和阴离子型乳液，以非离子和阳离子混合型最常用。

2)活性有机硅柔软剂。这是第二代有机硅柔软剂，主要为羟基硅油乳液和含氢硅油乳液，在金属催化剂存在下能在织物表面形成网状交联结构，使织物具有很好的柔软性和耐洗性。。代表性的商品有上海树脂厂的SAH-289、上海助剂厂的柔软剂SR、星火化工厂的XH-RH、北京的YQl2-01、Dow Coming的DC-1111、Ciba Geigy的Ukratex FSA、Wseker的FinishCT89E、CT90E CT92E等。这类产品的缺点是乳液易漂油造成布料受损。以这二种硅油为主体的柔软剂，属于第二代产品。

3)改性有机硅柔软剂。这是第三代有机硅柔软整理剂，在有机硅分子链上引入其它活性基团，使其具有特殊功能以适应各类织物高档整理的需要，改善织物的抗油污、抗静电和亲水性能，并使化纤织物具有天然织物的许多优点。活性基团的引入包括：氨基改性、环氧改性、聚醚改性、羧基改性、巯基改性、醇基改性、酯基改性等。

目前商品化的氨基改性有机硅柔软剂中，有90％以上是氨乙基氨丙基有机硅，此类柔软剂可使织物滑爽、透气、丰满，具有超级柔软手感，并具有良好的防缩性、耐洗性。但在受热或紫外线的影响下容易泛黄，不宜用于浅色织物的柔软整理。且用它整理的织物的吸湿性有很大下降，服装舒适性受到影响。改进的方法有改变活性基团结构，进行环氧化、酰胺化或仲氨基化，控制改性程度或采用混合改性。

聚醚改性有机硅可改善织物的亲水性、抗静电性和防污性，且乳化方便，不易漂油，工艺上有时还可与染色同浴，是目前纺织上应用最多的一类。环氧改性能赋予织物卓越的平滑性和柔软性，其活性强度高，与各类纤维和其它聚合物易交联或共聚，能提高织物的耐洗性、亲水性和抗静电性，且高温不泛黄，但织物的亲水性有时会降低。仅用一种活性基团改性，往往达不到最佳的改性效果，近年来，已发展到将多种活性基团共同使用，使其兼具多种活性基团的优点。包括聚醚一氨基改性、环氧一聚醚改性、氨基一环氧基改性、醇基一聚醚改性等。

三、柔软剂参考配方