امولسیون آمینو سیلیکون
امولسیون آمینو سیلیکون به طور گسترده در صنعت نساجی مورد استفاده قرار گرفته است. عامل تکمیل سیلیکون مورد استفاده در صنعت نساجی عمدتاً امولسیون آمینو سیلیکون است، مانند امولسیون دی متیل سیلیکون، امولسیون هیدروژن سیلیکون، امولسیون هیدروکسیل سیلیکون و غیره.
بنابراین، به طور کلی، انتخاب‌های آمینو سیلیکون برای پارچه‌های مختلف چیست؟ یا، برای دستیابی به نتایج خوب، از چه نوع آمینو سیلیکونی برای دسته‌بندی الیاف و پارچه‌های مختلف باید استفاده کنیم؟
● پنبه خالص و محصولات ترکیبی، عمدتاً با لمس نرم، می‌توانند سیلیکون آمینه با مقدار آمونیاک 0.6 را انتخاب کنند.
● پارچه پلی‌استر خالص، با حس نرمی زیر دست به عنوان ویژگی اصلی، می‌تواند آمینو سیلیکون با مقدار آمونیاک 0.3 را انتخاب کند؛
● پارچه‌های ابریشمی واقعی عمدتاً در لمس صاف هستند و به براقیت بالایی نیاز دارند. سیلیکون آمینو با مقدار آمونیاک 0.3 عمدتاً به عنوان یک عامل صاف کننده ترکیبی برای افزایش براقیت انتخاب می‌شود.
● پشم و پارچه‌های ترکیبی آن به نرمی، لطافت، کشسانی و حس زیر دست کامل، با تغییر رنگ کم نیاز دارند. سیلیکون آمینو با مقادیر آمونیاک ۰.۶ و ۰.۳ می‌تواند برای ترکیب و عوامل نرم‌کننده برای افزایش کشسانی و براقیت انتخاب شود؛
● ژاکت‌های کشمیری و پارچه‌های کشمیری در مقایسه با پارچه‌های پشمی، حس زیردست بهتری دارند و می‌توان محصولات ترکیبی با غلظت بالا را برای آنها انتخاب کرد؛
● جوراب‌های نایلونی، با لمس نرم به عنوان ویژگی اصلی، آمینو سیلیکون با خاصیت ارتجاعی بالا را انتخاب کنید؛
● پتوهای اکریلیک، الیاف اکریلیک و پارچه‌های ترکیبی آنها عمدتاً نرم هستند و به خاصیت ارتجاعی بالایی نیاز دارند. روغن سیلیکون آمینو با مقدار آمونیاک 0.6 می‌تواند برای برآورده کردن الزامات خاصیت ارتجاعی انتخاب شود.
● پارچه‌های کنفی، عمدتاً صاف، عمدتاً آمینو سیلیکون با مقدار آمونیاک ۰.۳ را انتخاب می‌کنند؛
● ابریشم مصنوعی و پنبه عمدتاً نرم هستند و باید سیلیکون آمینو با مقدار آمونیاک ۰.۶ انتخاب شود؛
● پارچه پلی‌استر کاهش‌یافته، عمدتاً برای بهبود آبدوستی آن، می‌تواند سیلیکون اصلاح‌شده پلی‌اتر و آمینو سیلیکون آبدوست و غیره را انتخاب کند.
۱. ویژگی‌های آمینو سیلیکون
آمینو سیلیکون چهار پارامتر مهم دارد: مقدار آمونیاک، ویسکوزیته، واکنش‌پذیری و اندازه ذرات. این چهار پارامتر اساساً کیفیت آمینو سیلیکون را منعکس می‌کنند و تا حد زیادی بر سبک پارچه فرآوری شده تأثیر می‌گذارند. مانند حس زیر دست، سفیدی، رنگ و سهولت امولسیون سیلیکون.
① مقدار آمونیاک
سیلیکون آمینه به پارچه‌ها خواص مختلفی مانند نرمی، صافی و پر بودن می‌دهد که بیشتر به دلیل گروه‌های آمینه موجود در پلیمر است. محتوای آمینو را می‌توان با مقدار آمونیاک نشان داد که به میلی‌لیتر اسید هیدروکلریک با غلظت معادل مورد نیاز برای خنثی کردن 1 گرم سیلیکون آمینه اشاره دارد. بنابراین، مقدار آمونیاک مستقیماً با درصد مولی محتوای آمینو در روغن سیلیکون متناسب است. هرچه محتوای آمینو بیشتر باشد، مقدار آمونیاک بیشتر و بافت پارچه نهایی نرم‌تر و صاف‌تر خواهد بود. دلیل این امر این است که افزایش گروه‌های عاملی آمینو، میل ترکیبی آنها را با پارچه به میزان زیادی افزایش می‌دهد و آرایش مولکولی منظم‌تری تشکیل می‌دهد و به پارچه بافتی نرم و صاف می‌دهد.
با این حال، هیدروژن فعال در گروه آمینو مستعد اکسیداسیون برای تشکیل کروموفورها است که باعث زرد شدن یا زرد شدن جزئی پارچه می‌شود. در مورد همان گروه آمینو، بدیهی است که با افزایش محتوای آمینو (یا مقدار آمونیاک)، احتمال اکسیداسیون افزایش یافته و زردی شدید می‌شود. با افزایش مقدار آمونیاک، قطبیت مولکول آمینو سیلیکون افزایش می‌یابد که پیش‌نیاز مطلوبی برای امولسیون روغن آمینو سیلیکون فراهم می‌کند و می‌تواند به میکرو امولسیون تبدیل شود. انتخاب امولسیفایر و اندازه و توزیع اندازه ذرات در امولسیون نیز به مقدار آمونیاک مربوط می‌شود.
1. ویسکوزیته
ویسکوزیته به وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی پلیمرها مربوط می‌شود. به طور کلی، هرچه ویسکوزیته بالاتر باشد، وزن مولکولی آمینو سیلیکون بیشتر است، خاصیت تشکیل لایه روی سطح پارچه بهتر، حس نرم‌تر و صافی آن نرم‌تر است، اما نفوذپذیری آن بدتر است. به خصوص برای پارچه‌های محکم پیچ خورده و پارچه‌های ریز دنیر، آمینو سیلیکون به سختی به داخل الیاف نفوذ می‌کند و بر عملکرد پارچه تأثیر می‌گذارد. ویسکوزیته بیش از حد بالا همچنین باعث می‌شود پایداری امولسیون بدتر شود یا ساخت میکرو امولسیون دشوار شود. به طور کلی، عملکرد محصول را نمی‌توان صرفاً با ویسکوزیته تنظیم کرد، بلکه اغلب با مقدار آمونیاک و ویسکوزیته متعادل می‌شود. معمولاً مقادیر کم آمونیاک برای متعادل کردن نرمی پارچه به ویسکوزیته بالا نیاز دارند.
بنابراین، برای داشتن زیردستی نرم و لطیف، به سیلیکون اصلاح‌شده با آمینو با ویسکوزیته بالا نیاز است. با این حال، در طول فرآیند نرم و پخت، مقداری از آمینو سیلیکون‌ها برای تشکیل یک فیلم، پیوند عرضی برقرار می‌کنند و در نتیجه وزن مولکولی را افزایش می‌دهند. بنابراین، وزن مولکولی اولیه آمینو سیلیکون با وزن مولکولی آمینو سیلیکونی که در نهایت یک فیلم روی پارچه تشکیل می‌دهد، متفاوت است. در نتیجه، نرمی محصول نهایی می‌تواند زمانی که همان آمینو سیلیکون تحت شرایط فرآیندی مختلف فرآوری می‌شود، بسیار متفاوت باشد. از سوی دیگر، آمینو سیلیکون با ویسکوزیته پایین نیز می‌تواند با افزودن عوامل پیوند عرضی یا تنظیم دمای پخت، بافت پارچه‌ها را بهبود بخشد. آمینو سیلیکون با ویسکوزیته پایین، نفوذپذیری را افزایش می‌دهد و از طریق عوامل پیوند عرضی و بهینه‌سازی فرآیند، می‌توان مزایای آمینو سیلیکون با ویسکوزیته بالا و پایین را با هم ترکیب کرد. محدوده ویسکوزیته آمینو سیلیکون معمولی بین ۱۵۰ تا ۵۰۰۰ سانتی‌پواز است.
با این حال، شایان ذکر است که توزیع وزن مولکولی آمینو سیلیکون ممکن است تأثیر بیشتری بر عملکرد محصول داشته باشد. وزن مولکولی کم به داخل الیاف نفوذ می‌کند، در حالی که وزن مولکولی بالا روی سطح بیرونی الیاف توزیع می‌شود، به طوری که داخل و خارج الیاف توسط آمینو سیلیکون پیچیده می‌شود و به پارچه حس نرمی و لطافت می‌دهد، اما مشکل ممکن است این باشد که اگر اختلاف وزن مولکولی خیلی زیاد باشد، پایداری میکرو امولسیون تحت تأثیر قرار می‌گیرد.
1. واکنش‌پذیری
سیلیکون آمینو واکنش‌پذیر می‌تواند در طول عملیات تکمیلی، خود به خود پیوند عرضی ایجاد کند و افزایش درجه پیوند عرضی، نرمی، لطافت و پر بودن پارچه را افزایش می‌دهد، به خصوص از نظر بهبود خاصیت ارتجاعی. البته، هنگام استفاده از عوامل پیوند عرضی یا افزایش شرایط پخت، سیلیکون آمینوی عمومی نیز می‌تواند درجه پیوند عرضی را افزایش داده و در نتیجه برگشت‌پذیری را بهبود بخشد. سیلیکون آمینو با انتهای هیدروکسیل یا متیل آمینو، هرچه مقدار آمونیاک بیشتر باشد، درجه پیوند عرضی آن بهتر و خاصیت ارتجاعی آن بهتر است.
② اندازه ذرات میکرو امولسیون و بار الکتریکی امولسیون
اندازه ذرات امولسیون آمینو سیلیکون کوچک است، عموماً کمتر از 0.15 میکرومتر، بنابراین امولسیون در حالت پراکندگی ترمودینامیکی پایدار قرار دارد. پایداری ذخیره‌سازی، پایداری حرارتی و پایداری برشی آن عالی است و عموماً امولسیون را نمی‌شکند. در عین حال، اندازه ذرات کوچک، مساحت سطح ذرات را افزایش می‌دهد و احتمال تماس بین آمینو سیلیکون و پارچه را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد. ظرفیت جذب سطحی افزایش می‌یابد و یکنواختی بهبود می‌یابد و نفوذپذیری بهبود می‌یابد. بنابراین، تشکیل یک فیلم پیوسته آسان است که نرمی، صافی و پر بودن پارچه را، به ویژه برای پارچه‌های ریز دنیر، بهبود می‌بخشد. با این حال، اگر توزیع اندازه ذرات آمینو سیلیکون ناهموار باشد، پایداری امولسیون به شدت تحت تأثیر قرار خواهد گرفت.
بار میکروامولسیون آمینو سیلیکون به امولسیفایر بستگی دارد. به طور کلی، الیاف آنیونی به راحتی آمینو سیلیکون کاتیونی را جذب می‌کنند و در نتیجه اثر تصفیه را بهبود می‌بخشند. جذب امولسیون آنیونی آسان نیست و ظرفیت جذب و یکنواختی امولسیون غیر یونی بهتر از امولسیون آنیونی است. اگر بار منفی الیاف کم باشد، تأثیر آن بر خواص بار مختلف میکروامولسیون به میزان زیادی کاهش می‌یابد. بنابراین، الیاف شیمیایی مانند پلی‌استر، میکروامولسیون‌های مختلف را با بارهای مختلف جذب می‌کنند و یکنواختی آنها بهتر از الیاف پنبه است.
۱. تأثیر آمینو سیلیکون و خواص مختلف آن بر حس زیر دست پارچه‌ها
1. نرمی
اگرچه ویژگی آمینو سیلیکون با اتصال گروه‌های عاملی آمینو به پارچه‌ها و چیدمان منظم سیلیکون برای ایجاد حس نرمی و لطافت در پارچه‌ها، تا حد زیادی بهبود می‌یابد. با این حال، اثر نهایی واقعی تا حد زیادی به ماهیت، مقدار و توزیع گروه‌های عاملی آمینو در آمینو سیلیکون بستگی دارد. در عین حال، فرمول امولسیون و اندازه متوسط ذرات امولسیون نیز بر حس نرمی تأثیر می‌گذارند. اگر عوامل مؤثر فوق بتوانند به تعادل ایده‌آلی دست یابند، سبک نرمی تکمیل پارچه به حد مطلوب خود می‌رسد که "فوق نرم" نامیده می‌شود. مقدار آمونیاک نرم‌کننده‌های آمینو سیلیکون عمومی عمدتاً بین 0.3 تا 0.6 است. هرچه مقدار آمونیاک بالاتر باشد، گروه‌های عاملی آمینو در سیلیکون به طور یکنواخت‌تری توزیع می‌شوند و حس پارچه نرم‌تر می‌شود. با این حال، وقتی مقدار آمونیاک بیشتر از 0.6 باشد، حس نرمی پارچه به طور قابل توجهی افزایش نمی‌یابد. علاوه بر این، هرچه اندازه ذرات امولسیون کوچکتر باشد، چسبندگی امولسیون و حس نرمی بیشتر می‌شود.
② احساس نرمی دست
از آنجا که کشش سطحی ترکیب سیلیکون بسیار کم است، میکروامولسیون آمینو سیلیکون به راحتی روی سطح الیاف پخش می‌شود و حس نرمی خوبی ایجاد می‌کند. به طور کلی، هرچه مقدار آمونیاک کمتر و وزن مولکولی آمینو سیلیکون بیشتر باشد، نرمی بهتری حاصل می‌شود. علاوه بر این، سیلیکون با انتهای آمینو می‌تواند به دلیل اتصال تمام اتم‌های سیلیکون در پیوندهای زنجیره‌ای به گروه متیل، آرایش جهت‌دار بسیار منظمی تشکیل دهد که منجر به حس نرمی عالی در دست می‌شود.
