产品技术

多种高效低泡渗透剂的性能对比研究

来源:石家庄市海森化工有限公司_【官网】  日期:2016-12-03 09:00:00  属于:产品技术
标签:渗透剂
文章摘要:通过对纺织物润湿机理的研究,对比了几种渗透剂的渗透性和耐碱性,择优进行复配,配制成了一种高效低泡渗透剂。分别讨论了高效低泡渗透剂和快速渗透剂T的浓度与表面张力间的关系;系统研究了高效低泡渗透剂、快速渗透剂T、AEO-9与脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯这几种渗透剂在不同浓度、温度和碱性条件下渗透性的变化情况;在室温条件下,比较了高效低泡渗透剂、快速渗透剂T、AEO-9与脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的泡沫力。实验表明,高效低泡渗透剂的渗透能力达到了2.98s,最高耐碱度达110g/L,泡沫力为0.98。
渗透剂是一类能使液体迅速而均匀渗透到某种固体物质内部的表面活性剂。在纺织印染生产中,渗透剂的用途十分广泛,如退浆、精练、漂白、染料的润湿或分散、染色、上浆、树脂整理等,在前处理过程中作用更显著。近年来,印染行业为提高精练效果、节约能耗、减少用水量、缩短工艺流程,正在寻找一种高效精练助剂,性能要求为:润湿渗透性好、乳化分散性强、净洗性能优越且耐高温、耐浓碱、耐硬水、耐氧化等。使用要求:(1)耐碱、可适应不同的工艺要求;(2)渗透性能良好;(3)具有协同增效作用;(4)低泡、安全无毒;(5)生物降解性好。本实验根据不同表面活性剂的特性,利用复配技术获得了该类型的表面活性剂。
 
1 实验部分
1.1 材料及仪器

  细棉布,粗棉布,无纺布等;十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES),脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯,烷基磷酸酯,十二烷基苯磺酸钠K-12,快速渗透剂T,AEO-9等;氢氧化钠:分析纯。
500mL烧杯,100mL量筒,吸管,玻璃棒,秒表,托盘天平,50mL试管,滴重计等。

1.2 实验步骤
1.2.1 表面活性剂的渗透性

  采用帆布沉降法。将未经煮练的直径为25mm圆帆布放于装有400mL1%试液(25℃)的烧杯中,测试帆布沉落至底部所需的时间,重复4次取平均值,即为沉降时间,时间越短,表明该溶液的渗透性越好。

1.2.2 表面活性剂的耐碱性

  取1%试液100mL于烧杯中,分别加固体NaOH3g,5g,8g,11g搅拌均匀。静置24小时后观察有无混浊、上层析出或沉淀现象。

1.2.3 渗透剂的复配

  从表面活性剂的渗透性,耐碱性的测试中选择耐碱性能、渗透性能好的几种表面活性剂,通过逐次试验选出性能比较优越的渗透剂进行复配。

1.2.4 性能测定
 
浊点:量取1%试液30mL,置于试管中,插入温度计,放入水浴中加热,至完全混浊状停止加热,搅拌下缓慢冷却,记录混浊消失时的温度。重复5次。
泡沫力:量取1%试液20mL于100mL具塞量筒中,在10S内振摇20次,静置30S后读出溶液体积V和泡沫体积V1测其泡沫力(泡沫力=泡沫体积V1/溶液体积V)。
溶液表面张力:配制一系列不同浓度的高效低泡渗透剂溶液,用滴重计测定样品溶液的表面张力。
温度稳定性:把1%的高效低泡渗透剂溶液分别在20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃时放置30min,若溶液基本澄清或完全分散,说明高效低泡渗透剂在该温度下的稳定性好。

2 结果与讨论
2.1 渗透剂的复配

将六种表面活性剂进行综合性能测试,结果见表1
从表1可知,十二烷基苯磺酸钠K-12不耐碱,耐碱性以脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、快速渗透剂T最好。烷基磷酸酯的渗透性能最差,快速渗透剂T对于细棉布,粗棉布来说渗透性是最好的,但对于无纺布来说却不是最佳的,脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基磷酸酯对于无纺布来说又具有一定的优越性。从综合性能上看,快速渗透剂T的综合性能最佳,故在实验中采用快速渗透剂T与其它几种表面活性剂进行复配。
从图1、图2可以看出,80%快速渗透剂T+20%脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯,即快速渗透剂T∶脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯=4∶1复配得到产品的渗透性能最好,故以此比例为基础进行三种表面活性剂的复配。
从图3、图4可知,快速渗透剂T∶脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯∶AEO-9=4∶1∶2是最佳配方。其主要由聚醚、烷基磺酸钠型和磷酸酯型的表面活性剂等组成的。复配得到的高效低泡渗透剂属阴离子表面活性剂,呈粘稠透明液体,pH=6-7,与任何比例水混溶后呈透明液体,易生物降解,无毒。

2.2 高效低泡渗透剂的浓度与溶液的表面张力
在室温条件下,测得高效低泡渗透剂和国内常用快速渗透剂T的浓度与溶液表面张力的关系,如图5所示。
从图5可以看出,在相同浓度下,高效低泡渗透剂的表面张力要低于快速渗透剂T,并且,在较低浓度(2.0g/L)下,渗透剂就能迅速地降低液体表面张力,这对于提高纺织物的渗透速率是有益的。
2.3 高效低泡渗透剂的渗透力
在不同浓度、温度和碱性条件下,高效低泡渗透剂与其它渗透剂对标准帆布的渗透力如图6、表2和表3所示。
由图6可知,高效低泡渗透剂的沉降时间最短,对织物具有很强的渗透能力,其渗透性能都高于快速渗透剂T、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、AEO-9,并且在较低浓度(6g/L)时渗透能力就能达到最大值;随着高效低泡渗透剂浓度的增加,当越过临界胶束浓度(CMC)之后,由于高效低泡渗透剂在溶液中形成分子间胶束,沉降时间趋于不变。
 

由表2可知,随着碱浓度的增加,沉降时间也随之增加。当CNaoH=80g/L时,AEO-9的沉降时间就大于3min,可见AEO-9的耐碱渗透性是最差的,为60g/L。快速渗透剂T、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的耐碱度为100g/L左右。而高效低泡渗透剂的耐碱性要好于快速渗透剂T、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、AEO-9,最高耐碱度达到110g/L。渗透剂大部分都是由酯类有机物组成的,在碱性环境下会发生水解反应,从而使渗透剂性能发生改变,不利于织物的润湿。耐碱性是衡量渗透剂的一个重要指标。而表3的数据表明,温度变化对脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的影响最大,在温度为80℃时就出现渗透性不良的现象。温度变化对AEO-9的影响也很大,温度达90℃时,较长时间(3min)才能沉降到杯底。快速渗透剂T在20℃时与高效低泡渗透剂的沉降时间只相差了1.33S,而到了90℃时差距已达到20.84S。随着温度的增加高效低泡渗透剂的渗透能力与快速渗透剂T之间的差距在增大。可见,温度变化对渗透力的影响,高效低泡渗透剂都要低于快速渗透剂T、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、AEO-9。在高温下,有机物易发生聚合反应,生成大分子量物质,使渗透时间增长。
综上可说明高效低泡渗透剂具有耐碱、耐高温的优点。渗透剂耐碱、耐高温有利于它使用范围的扩大,减小外界条件对它应用性能的影响。

2.4 高效低泡渗透剂的发泡性

高效低泡渗透剂在水溶液中的发泡性,以及与其它表面活性剂的比较结果如图7所示。
从图7可以看出,在相同浓度下,高效低泡渗透剂的泡沫力最低(仅为0.98),在溶液中产生的泡沫最少,并且一旦溶液中泡沫形成,其消失的速率也很快,因此经复配制得的渗透剂属高效低泡型的渗透剂。

3 结 论

(1)通过复配得到了高效低泡渗透剂的最佳配方为:快速渗透剂T∶脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯∶AEO-9=4∶1∶2;复配得到产品的最高耐碱度达到110g/L,温度变化对渗透力的影响较其它渗透剂小;在较低浓度(6g/L)左右时,该产品的渗透能力达到最大值;该产品的泡沫力较其它渗透剂低,仅为0.98;当高效低泡渗透剂的浓度C=2.0g/L时,表面张力就达到一个很低的值(约0.03N/m),这对于提高纺织物的渗透速率是有益的。
(2)通过复配得到的高效低泡渗透剂属阴离子型,可作为新原料使用,加入另类助剂可望用于其它工艺和领域。


如对我公司产品感兴趣的话,欢迎您及时致电我公司,我们的联系方式是:400-619-1068 18932913086

新闻资讯News

关联信息Related