綱要   為付與聚乙烯-聚丙烯非織造布崇高的親水本能，經(jīng)過(guò)液體穿透功夫、視頻交戰角和外表張力等本質(zhì)的測定，接洽陰陽(yáng)離子外表活性劑構造和配伍對其溶液和界面本質(zhì)的感化，商量陰陽(yáng)離子外表活性劑整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布的初次透水功夫(T?)和第三次透水功夫(T?值)與構造和配伍間的聯(lián)系等。截止表白：當非織造布中整治劑含量溝通(或鄰近)時(shí)，陰陽(yáng)離子外表活性劑復配液整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布屢次親水功效鮮明好于簡(jiǎn)單的陰、陽(yáng)離子外表活性劑整治。摩爾比采用適合和陰陽(yáng)離子外表活性劑復合物的疏水鏈總碳數≤34時(shí)，總碳數越多，T?值越小。

 

  要害詞  聚乙烯-聚丙烯非織造布；外表張力；動(dòng)靜交戰角；屢次親水；陰陽(yáng)離子外表活性劑

 

 

 

紡絲油劑利害織造布消費進(jìn)程中不行或缺的助劑，重要用來(lái)前紡和后紡上油，以克復飛絲、纏輥等題目和付與非織造布抗靜電、抗菌、屢次親水等本能。連年來(lái)，為沖破海外企業(yè)對聚乙烯-聚丙烯非織造布紡絲油劑的把持，本接洽小組共同關(guān)系企業(yè)在領(lǐng)會(huì )國表里關(guān)系接洽功效的普通上，發(fā)展了紡絲油劑研制的普通接洽處事，并借助親水整治本領(lǐng)，在聚乙烯-聚丙烯非織造布“屢次透水功夫”這一要害目標的提高上博得新發(fā)達。比方，韓磊[1]沿用聚醚硅油、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚鹽酸酯等外表活性劑，對聚乙烯-聚丙烯非織造布舉行親水整治，第3次透水功夫(簡(jiǎn)稱(chēng)T?值)逼近5 s。蔡凌云[2]接洽了系列異構醇聚氧乙烯醚外表活性劑的外表活性和膠束會(huì )合本能，以及其在聚乙烯外表的界面本能，提出了異構醇聚氧乙烯醚和異構脂肪醇醚鹽酸酯鉀鹽外表活性劑為重要因素的油劑配方，整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布的T3值小于4 s。彭麗[3]提出了非離子、陰離子和陽(yáng)離子外表活性劑配方，整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布的T?值小于3 s。這一目標已格外迫近海外品牌產(chǎn)物的T?值(2～2.5 s)[4]。

 

為進(jìn)一步提高T?值，本接洽從外表張力、動(dòng)靜交戰角、屢次透水功夫等視角，進(jìn)一步商量陰、陽(yáng)離子外表活性劑構造和配伍等對整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布親水本能的感化，為研制本能更優(yōu)的聚乙烯-聚丙烯非織造布紡絲油劑奠定普通。

 

 

實(shí) 驗

1.1 試驗資料

八烷基磺酸鈉(8HS)(98%，麥克林)，十烷基磺酸鈉(10HS)(98%，阿拉丁)，十二烷基磺酸鈉(12HS)(98.5%，優(yōu)索)，十二烷基硫酸鈉(12S)(94%，Usolf)，十四烷基磺酸鈉(14HS)(98%，鄭州冠達化學(xué)工業(yè))，十六烷基磺酸鈉(16HS)(產(chǎn)業(yè)級，鄭州冠達化學(xué)工業(yè))，十八烷基磺酸鈉(18HS)(產(chǎn)業(yè)級，鄭州冠達化學(xué)工業(yè))，月桂酸鈉(12C)(98%，阿拉丁)，單十二烷基鹽酸酯鉀鹽(12PK)(99%，遠成團體)，十二烷基苯磺酸鈉(12BHS)(產(chǎn)業(yè)級，綠森化學(xué)工業(yè))，軟脂酸鈉(18C)(98%，安耐吉)，十烷基三甲基溴化銨(10N)(99%，阿拉丁)，十二烷基三甲基溴化銨(12N)(99%，科密歐)，十四烷基三甲基溴化銨(14N)(99%，阿拉丁)，十六烷基三甲基溴化銨(16N)(99%，阿拉丁)，十八烷基三甲基溴化銨(18N)(98%，阿拉丁)，雙十烷基二甲基溴化銨(D10N)(98%，安耐吉)，雙十二烷基二甲基溴化銨(D12N)(98%，安耐吉)。聚乙烯-聚丙烯非織造布(公畝品質(zhì)20 g/m²，恒安團體)，聚乙烯地膜(飛立達包裝資料廠(chǎng))。全文均以物資右側括號內代號表白。

 

1.2 試驗儀器

PB-O型電動(dòng)軋車(chē)(XIAMEN RAPID CO.LTD)；DHG-9076A電熱常溫鼓風(fēng)枯燥箱(上海精宏試驗擺設有限公司)；LISTER AC電子潮氣浸透儀(奧地力蘭精檢驗和測定儀器公司)；FM40MK2 Easy Drop視頻交戰角測定儀(KRUSS GMBH Germany)；CP114型電子天平(奧豪斯儀器(上海)有限公司)。

 

1.3 親水整治

親水整治液的配制，整治液濃淡遏制在0.3%～0.4%舉行符合安排；聚乙烯-聚丙烯非織造布浸漬于親水整治液中，浸漬功夫1 min；軋車(chē)軋去局部整治液，軋液壓力0.30 MPa；軋液后聚乙烯-聚丙烯非織造布的烘干，溫度80 ℃，60 min烘干至恒重。

 

1.4 嘗試本領(lǐng)

1.4.1 外表張力測定

沿用KRUSS視頻交戰角測定儀測定各外表活性劑水溶液的外表張力γ。嘗試本領(lǐng)為懸滴法，嘗試溫度25 ℃。

 

1.4.2 動(dòng)靜交戰角測定

沿用KRUSS視頻交戰角測定儀測定溶液在聚乙烯膜上動(dòng)靜交戰角。嘗試液摩爾濃淡0.02 mol/L，嘗試溫度25 ℃。

 

1.4.3 非織造布整治劑含量測定

黏附在非織造布上整治劑品質(zhì)占一經(jīng)處置的非織造布品質(zhì)的百分含量ω由式(1)計劃[5]：

(1)

 

式中：m為親水整治前非織造布的分量，g；m?為親水整治及烘干后非織造布的分量，g。

 

1.4.4 非織造布液體屢次透水功夫的測定

參照GB/T 24218.13—2010《紡織物非織造布考查本領(lǐng)第13局部：液體屢次穿透功夫的測定》規范，沿用Lister AC穿透儀嘗試非織造布液體屢次透水功夫。

 

 

 

截止與計劃

2.1 外表張力

臨界外表張力(γcmc)和臨界膠束摩爾濃淡(CMC)是評介外表活性劑外表活性的要害目標，也是確定其是否在聚乙烯界面(界面張力為31 mN/m)實(shí)足潮濕鋪展的按照[6]。表1列出10種陰離子、7種陽(yáng)離子和14種陰離子與陽(yáng)離子摩爾比(簡(jiǎn)稱(chēng)M陰∶M陽(yáng))為1∶2的陰陽(yáng)離子復合物的γcmc和CMC。

 

看來(lái)，簡(jiǎn)單離子外表活性劑的γcmc和CMC值因疏水鏈長(cháng)度和親水基典型各別而展現出較大分別。詳細起來(lái)，磺酸鹽陰離子外表活性劑(HS)的γcmc和CMC隨疏水鏈長(cháng)度減少而減??；疏水鏈碳數同為12時(shí)，4種陰離子型外表活性劑的γcmc值巨細程序順序為C(羧酸鹽)CMC巨細程序順序為HS、S[7]，即外表活性劑γcmc值在于于氣-液外表吸附層外層—CH3的密度，—CH3密度越大，越利于于外表張力的貶低[8-9]。簡(jiǎn)直來(lái)說(shuō)，在確定的碳數范疇內，疏水鏈越長(cháng)，氣液界面—CH3密度越大，γcmc越小，直至最低(飽和吸附)。比方，單鏈季銨鹽陽(yáng)離子外表活性劑隨疏水鏈長(cháng)度減少，CMC和γcmc順序減小，到16碳時(shí)到達飽和吸附(γcmc=37.5 mN/m)。又如，雙鏈陽(yáng)離子外表活性劑γcmc值較碳數鄰近的單鏈陽(yáng)離子外表活性劑鮮明低沉，到達24～25 mN/m，是表第11中學(xué)最小的。這是由于雙鏈構造中的疏水基-疏水基彼此效率鮮明強于單鏈，上層吸附更精致。

 

陰陽(yáng)離子外表活性劑復配體制中，外表活性劑構造與CMC和γcmc值之間的聯(lián)系因變量減少而變得攙雜?？傮w上，M陰∶M陽(yáng)為1∶1陰陽(yáng)復合物溶液不寧靜，極易爆發(fā)積淀，引導CMC測定值走樣。而M陰∶M陽(yáng)為1∶2陰陽(yáng)復合物溶液寧靜性較好，短功夫不易爆發(fā)積淀，測得的CMC和γcmc數據表露較為鮮明的順序。

 

數據表露以次順序：a)兩疏水鏈等長(cháng)復配時(shí)，疏水鏈越長(cháng)，γcmc越大，如10HS∶10N <12HS∶12N <14HS∶14N <16HS∶16N；b)兩疏水鏈總碳數確定時(shí)，疏水鏈長(cháng)度差越大，γcmc越大，如12HS∶12N <8HS∶16N和14HS∶14N <12HS∶16N。c)與簡(jiǎn)單外表活性劑比擬，兩疏水鏈是非交互且總碳數小于24時(shí)利于于明顯貶低溶液的γcmc值，如10HS∶10N、 8HS∶10N、 10HS∶16N和8HS∶16N復合物；d)陽(yáng)離子外表活性劑確定時(shí)，弱酸鹽型陰離子外表活性劑(羧酸鹽C和鹽酸鹽PK)的復合物的γcmc值小于弱酸型陰離子外表活性劑(磺酸鹽HS和硫酸鹽S)的復合物，如：12C∶16N和12PK∶16N<12HS∶16N和12S∶16N。

 

 

2.2 在聚乙烯地膜上的鋪展潮濕

外表活性劑在聚乙烯地膜上的鋪展潮濕本能可用交戰角隨功夫的變革弧線(xiàn)(簡(jiǎn)稱(chēng)動(dòng)靜交戰角)來(lái)表征。動(dòng)靜交戰角越小，鋪展潮濕本能越好。圖1和圖2辨別為各別陰、陽(yáng)離子外表活性劑在聚乙烯膜上的動(dòng)靜交戰角。圖1和表1截止表白，陰離子外表活性劑的動(dòng)靜交戰角與其γcmc之間有杰出的對應聯(lián)系，即外表張力越小，動(dòng)靜交戰角越小。這是由于，陰離子外表活性劑在聚乙烯界面包車(chē)型的士鋪展潮濕力重要由疏水基-聚乙烯界面疏水彼此作使勁和分子陳設密度確定。外表活性劑疏水鏈越短，與聚乙烯界面包車(chē)型的士吸附力越弱，動(dòng)靜交戰角越大。比方，摩爾濃淡為0.02 mol/L時(shí)(>CMC)，8HS、12PK、10HS和12C 4種外表活性劑的動(dòng)靜交戰角都很大，故鋪展潮濕力很弱。由圖2看來(lái)，雙鏈季銨鹽是簡(jiǎn)單外表活性劑中獨一一類(lèi)外表張力遠低于聚乙烯臨界外表張力的外表活性劑，其鋪展潮濕力優(yōu)于單鏈季銨鹽。詳細起來(lái)，簡(jiǎn)單陰、陽(yáng)離子型外表活性劑在聚乙烯界面包車(chē)型的士鋪展潮濕力與γcmc值有確定關(guān)系，γcmc值明顯低于聚乙烯的界面張力是外表活性劑具備崇高鋪展潮濕力的基礎。

 

 

已有接洽截止表白，陰陽(yáng)離子外表活性劑復配對普及外表活性劑在聚乙烯上的鋪展潮濕本能有著(zhù)要害效率。與簡(jiǎn)單外表活性劑溶液各別，陰-陽(yáng)復配體制在聚乙烯界面上的潮濕鋪展不只與γcmc值相關(guān)，還與外表活性劑溶液的濃淡、溶液中的會(huì )合體樣式[10-11]和Marangoni效力[12]等相關(guān)[13]。開(kāi)始，復配進(jìn)程溶液濃渡過(guò)大簡(jiǎn)單爆發(fā)積淀，進(jìn)而感化動(dòng)靜交戰角丈量數據的如實(shí)性。Kovalchuk等[11]指出，相辨別進(jìn)程會(huì )明顯感化陰陽(yáng)離子外表活性劑二元復配體制的鋪展本能。長(cháng)疏水鏈陰陽(yáng)離子外表活性劑1∶1等摩爾比復配時(shí)，因在很低濃淡時(shí)即爆發(fā)會(huì )合積淀或結晶，其鋪展本能不佳[10]。而1-癸烷磺酸鈉和十二烷基三甲基溴化銨按1∶1等摩爾比復配時(shí)，因疏水鏈長(cháng)度符合，溶液寧靜，其在聚乙烯地膜上展現杰出的鋪展潮濕本能，鋪展功效與超鋪展劑三硅氧烷聚氧乙烯醚(EO=7～9)十分[11]。其余，經(jīng)過(guò)兩步法將陽(yáng)離子和陰離子外表活性劑水溶液先后滴加在聚乙烯膜上后創(chuàng )造，因為Marangoni效力的效率，液滴底部分散界面處與液滴頂部的外表張力差越大，其在聚乙烯地膜上分散鞏固，鋪展越好[12]。

 

圖3和圖4為各別配比、各別構造陰陽(yáng)離子復合物的動(dòng)靜交戰角。圖3、圖4表白，感化陰-陽(yáng)復配液在聚乙烯界面上的潮濕鋪展力的成分再有兩者的摩爾比和疏水鏈是非。圖3為各別摩爾比的12HS-16N復合物在聚乙烯膜上的動(dòng)靜交戰角弧線(xiàn)。當M陰∶M陽(yáng)為9∶1和7∶3時(shí)，動(dòng)靜交戰角弧線(xiàn)緩慢，20 s時(shí)為60°安排，鮮明不如M陰∶M陽(yáng)為1∶9和3∶7時(shí)的鋪展功效，而兩者的γcmc值卻很逼近。因為很大概與體制的震動(dòng)性相關(guān)，由于查看創(chuàng )造，M陰∶M陽(yáng)為9∶1和7∶3溶液的黏度大于1∶9和3∶7。

 

圖3 溝通陰-陽(yáng)離子復合物各別摩爾比在聚乙烯地膜上交戰角與功夫的聯(lián)系

 

圖4為磺酸鈉鹽陰離子與季銨鹽陽(yáng)離子外表活性劑推拿爾比為1∶2復配時(shí)溶液的動(dòng)靜交戰角。圖4展現了疏水鏈是非的感化?？傮w上，陰-陽(yáng)離子外表活性劑兩者的疏水鏈越長(cháng)，復配液的鋪展功效越差，如16HS∶16N、12BHS∶16N、12HS∶18N、12HS∶16N和12HS∶14N體制。這是由于，疏水鏈過(guò)長(cháng)，疏水基-疏水基激烈的彼此效率會(huì )使復合物的水溶性別變化差，外表活性不升反貶低，鋪展功效劣化。差異，當疏水鏈較短時(shí)，復合物中的疏水基-疏水基彼此效率恰如其分，外表活性較高，鋪展功效更好。10HS∶10N和8HS∶10N復合物的鋪展功效很好，既與它們很低的γcmc值相普遍，也與復合物杰出的融化或分別性關(guān)系。

 

圖4 溝通摩爾比各別陰-陽(yáng)離子復合物在聚乙烯地膜上交戰角與功夫的聯(lián)系

 

2.3 陰-陽(yáng)離子外表活性劑復配對聚乙烯-聚丙烯非織造布屢次透水功夫的感化

外表活性劑整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布的屢次親水性由屢次透水功夫Tn值來(lái)評介。普遍來(lái)說(shuō)Tn值越小，吸附在聚乙烯-聚丙烯非織造布上的外表活性劑越堅韌，越不易被水或尿液清洗掉，聚乙烯-聚丙烯非織造布的屢次親水本能越好。產(chǎn)業(yè)運用重要以T?<3 s為準。而試驗室接洽將T?和T?值也歸入考慮衡量范疇，以察看Tn值的變革趨向和遏制成分。表3為簡(jiǎn)單陰、陽(yáng)離子外表活性劑親水整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布的屢次透水功夫。查看表3中T1值創(chuàng )造，跟著(zhù)陰離子外表活性劑的疏水鏈長(cháng)由8碳增大到18碳時(shí)，其T?值由大變小再變大。這與γcmc值和鋪展潮濕力隨疏水鏈長(cháng)的變革順序簡(jiǎn)直普遍。陽(yáng)離子外表活性劑T1值隨疏水鏈長(cháng)的變革順序同樣如許。比方，鋪展潮濕力崇高的雙疏水鏈外表活性劑(D10N、D12N)，其T?值在0.8 s安排。所以，對同一類(lèi)物資來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單陰、陽(yáng)外表活性劑的γcmc值越小，潮濕鋪展力越強，T?值較小。

 

表3 簡(jiǎn)單陰、陽(yáng)離子外表活性劑整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布的屢次透水功夫

 

查看T?值隨疏水鏈長(cháng)的變革創(chuàng )造，疏水鏈越長(cháng)，T?值越小。短疏水鏈外表活性劑8HS、10HS、12HS、12S、12C、12PK的T?值均大于5 s，而長(cháng)疏水鏈外表活性劑18C和18N的T?值辨別為小于3 s和2 s。很鮮明，長(cháng)疏水鏈外表活性劑屢次親水性鮮明優(yōu)于短疏水鏈外表活性劑。18HS的T?值大于18C和18N，證明碳數溝通時(shí)，弱酸鹽型陰離子外表活性劑因具備更好的水溶性，其耐水清洗性劣于弱酸型陰離子外表活性劑。雙疏水鏈外表活性劑D10N和D12N的T?值辨別為3 s和1.5 s安排，證明減少疏水鏈的碳數不妨靈驗貶低T?值?？傊?，簡(jiǎn)單外表活性劑的水溶性和疏水鏈長(cháng)度是確定聚乙烯-聚丙烯非織造布屢次親水性的兩個(gè)要害成分。疏水鏈越長(cháng)、水溶性越差，外表活性劑與聚乙烯-聚丙烯非織造布外表的色散力越強，屢次遇水或尿液時(shí)越難從聚乙烯-聚丙烯非織造布外表洗脫，整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布屢次透水性越好。

 

表4為1∶1摩爾比陰-陽(yáng)離子外表活性劑復配液整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布的屢次透水功夫。由表4中T?值看來(lái)，8HS∶16N、10HS∶10N和8HS∶10N等的T?值均小于1 s。貫串圖2的截止，證明“簡(jiǎn)單外表活性劑溶液在聚乙烯上鋪展本能越好，越利于于貶低T?值”這一論斷同樣實(shí)用于陰陽(yáng)復合物。這表示陰-陽(yáng)離子雙疏水鏈構造利于于外表活性劑復合物在聚乙烯外表的潮濕鋪展。

 

由表4看來(lái)，12S∶16N，12HS∶16N，14HS∶14N，16HS∶16N和12BHS∶16N的T3值均小于3 s，個(gè)中，14HS∶14N，16HS∶16N和12BHS∶16N的T3值更是小于2 s，較簡(jiǎn)單陰、陽(yáng)離子外表活性劑的屢次透水本能鮮明普及。從趨向上看，復合物疏水鏈的總碳數到達32安排時(shí)，T?值到達峰值。在某個(gè)靈驗范疇內，親水油劑的HLB值與其連接浸透本領(lǐng)成反比，即HLB值大，油劑易被洗脫，連接浸透本領(lǐng)低沉；反之則連接浸透本領(lǐng)鞏固[14]。從吸附道理領(lǐng)會(huì )，跟著(zhù)疏水鏈總碳數的連接減少，復合物與聚乙烯外表的色散力減少，T?值該當連接減小，結果趨于平穩。但究竟是，18HS∶18N的T?值不理念。這主假如18HS與18N復配時(shí)極易爆發(fā)積淀，縱然M陰∶M陽(yáng)為1∶2前提下仍沒(méi)轍制止聚會(huì )。所以，在暫時(shí)的試驗前提下，32個(gè)疏水鏈總碳數大概是復合物的吸附力、水溶性等歸納成分后的最好值。

 

表4 陰-陽(yáng)離子外表活性劑1∶1摩爾比復配液整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布的屢次透水功夫

 

表5為各別摩爾比12HS與16N復配整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布的屢次透水功夫。表第5中學(xué)看來(lái)，12HS∶16N摩爾比從8∶2到3∶7范疇內的T?～T?值均小于3 s，證明在此配比范疇內，該復配液均有很好的屢次親水功效。陰陽(yáng)復配比率對屢次親水本能的感化重要由兩上面成分確定。一是1∶1復合物自己的屢次親水本能(見(jiàn)表4)。二是陰陽(yáng)復配液的水溶性或分別寧靜性。明顯，非等摩爾比陰陽(yáng)復配不妨靈驗提防復合物聚會(huì )，進(jìn)而制止因復配液制備不妥形成的屢次親水性劣化的情景爆發(fā)。而M陰∶M陽(yáng)為3∶7或7∶3的摩爾比不妨最大控制地保護1∶1復合物在復配液中的靈驗濃淡，進(jìn)而展現最好的屢次親水功效。

 

表5 各別摩爾比12HS與16N復配整治后聚乙烯-聚丙烯非織造布的屢次透水功夫

 

 

 

 

結 論

 

聚乙烯-聚丙烯非織造布的第3次透水功夫(T?值)是測量紡絲油劑屢次親水本能的要害目標，對高端保健用品覆面層資料的品質(zhì)遏制格外要害。正文以提高T?值目標為目的，接洽了一系列簡(jiǎn)單陰、陽(yáng)離子外表活性劑及其復配物的溶液本質(zhì)(CMC或γcmc值)和(在聚乙烯外表)的界面本質(zhì)，并經(jīng)過(guò)整治劑整治的本領(lǐng)，揭穿了陰、陽(yáng)離子外表活性劑構造、本能和復配等與Tn值的聯(lián)系，得出以次論斷：

 

a)簡(jiǎn)單離子外表活性劑的γcmc和CMC值與疏水鏈長(cháng)度和親水基典型相關(guān)?；撬猁}陰離子外表活性劑的γcmc和CMC隨疏水鏈長(cháng)度減少而減??；疏水鏈碳數同為12時(shí)，4種陰離子型外表活性劑的γcmc值巨細程序順序為：羧酸鹽<磺酸鹽<硫酸鹽<鹽酸鹽；CMC巨細程序順序為：磺酸鹽、硫酸鹽<鹽酸鹽<羧酸鹽。

 

b)雙疏水鏈外表活性劑的γcmc明顯低于單疏水鏈外表活性劑，其潮濕鋪展功效也鮮明優(yōu)于單疏水鏈外表活性劑。

 

c)復配是提高外表和界面本質(zhì)的要害路過(guò)。當陰、陽(yáng)離子外表活性劑親水基確定和兩者疏水鏈總碳數在16～34范疇時(shí)，疏水鏈越短，γcmc越小，在聚乙烯膜上的潮濕鋪展功效越好，反之亦然。

 

d)聚乙烯-聚丙烯非織造布的初次透水功夫(T?值)與外表活性劑的溶液本質(zhì)呈正關(guān)系性。不管是簡(jiǎn)單陰、陽(yáng)離子外表活性劑，仍舊其復合物，γcmc越小，T?值越小。

 

e)陰陽(yáng)離子外表活性劑復配液整治后的聚乙烯-聚丙烯非織造布具備比簡(jiǎn)單的陰、陽(yáng)離子外表活性劑溶液整治時(shí)更好的屢次親水功效。摩爾比采用適合和總碳數不勝過(guò)34時(shí)，復合物的疏水鏈總碳數越多，T?值越小。