2﹒3磷酸酯在抗靜電劑中的應用?
磷酸酯抗靜電劑主要是烷基磷酸酯和烷基醚磷酸酯。烷基磷酸酯型抗靜電劑不僅具有良好的抗靜電性,而且具有乳化、防銹和分散等性能,應用范圍廣泛,除紡織外它還可作為皮革、塑料用抗靜電劑。主要成分為單酯和雙酯,單酯抗靜電性優于雙酯。雙酯能賦予織物優良的平滑性,摩擦系數低,有利于減輕靜電的產生。烷基(醚)磷酸酯鹽的單雙酯比例對性能也有影響,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
烷基磷酸酯陰離子抗靜電劑按烷基的長短可分為低碳醇磷酸酯和高碳醇磷酸酯兩類。低碳醇磷酸酯一般是C12以下的醇,采用五氧化二磷磷酸化工藝。實際生產過程需要解決產物色澤、單雙酯比例控制、組成穩定性等問題,可應用于干法綸、細旦丙綸等油劑中。低碳醇磷酸酯鹽抗靜電性好,平滑性差,纖維手感發澀,在高濕度時發粘,在低濕度時抗靜電性明顯下降。如C12烷基磷酸酯具有很好的抗靜電性,但易吸潮,且吸潮后粘度大,會造成纖維與纖維之間粘和力過大,產生纏輥、纖維斷頭,不適應新工藝的高速度。高碳醇磷酸酯一般具有C18以上的碳鏈,熔點較高,是種新型抗靜電劑。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。如C18和C20高碳醇磷酸酯常溫下為固體,以其為主成份的紡紗油劑經烘干后,可在纖維表面形成固體潤滑膜,減少粘著性﹔而且鏈長增加后,平滑性提高,纖維具有更好的手感。烷基醚(或聚醚)磷酸酯鹽的抗靜電性主要與烷基碳鏈長短有關。醚鏈接構影響相對較小,對溫度、濕度的敏感程度降低,與聚醚類單體的兼容性好。烷基磷酸酯的抗靜電效果與相對濕度有很大關系,相對濕度較低時(40%),其抗靜電效果較差。在相對濕度為45%~65%時,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。
烷基醚磷酸酯是短纖維油劑中常用的組分,隨環氧乙烷基團數的增加,平滑性增加,但對抗靜電效果影響不明顯。烷基醚(或聚醚)磷酸酯最大的特點是與聚醚的兼容性好,可以兼有聚醚和磷酸酯的性質,具有優良的抗靜電性和耐熱性,是近年來國際上磷酸酯研究的熱點之一。其技術核心是聚醚的結構和磷酸酯單雙酯比例的控制。
陰離子磷酸酯類表面活性劑雖然存在著耐硬水性相對較差、不能在極端pH值條件下使用的缺點,它仍不失為一種性能優良的抗靜電材料。季銨鹽型陽離子表面活性劑具有顯著抗靜電性,但其缺點也很明顯,它能使染料變色、耐曬牢度降低,且不能和陰離子型助劑、染料、增白劑同浴使用。磷酸酯兩性表面活性劑正好彌補了上述兩類表面活性劑的缺點,強化了它們的優點。磷酸酯兩性表面活性劑在印染工業中的應用,已日益受到重視。
2﹒4磷酸酯用作滲透劑、流平劑、分散劑等其它助劑
磷酸酯作為滲透劑、分散助劑,主要類型是異辛醇磷酸酯和異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯。異辛醇磷酸酯的濁點達到80℃以上,具有溶解度高、耐硬水、耐酸、耐高溫、乳化分散性強、潤濕性強等優點而被廣泛應用。作消泡劑、滲透劑及潤濕劑時常采用辛醇和二甲基己醇經磷酸化制備的磷酸二辛基酯鈉鹽和磷酸二一(二甲基已基)酯鈉鹽。磷酸三異丁基酯與非離子表面活性劑適當復配可制成脫泡型潤濕劑。烷基聚氧乙烯醚磷酸酯,由于水溶性好、泡沫和滲透性適中、在堿性溶液中的溶解性及穩定性高,在印染前處理中大量應用。
楊靜新等將異辛醇聚氧乙烯醚與P2O5反應生成的異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽,與仲烷基磺酸鈉SAS60復配而成耐堿滲透劑NT。13%異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯鈉與13%SAS60的復配物,耐堿性可達 200g/L,滲透時間17s,適用于燒堿濃度高的織物前處理工藝。
楊海波等將合成的異辛醇磷酸酯作為滲透劑應用于陶瓷滲花工藝,解決了滲花釉滲透深度和色飽和度梯度問題。促滲混合物中滲透劑的最佳含量為 2%~3%,制得顏色、滲透深度和色飽和度梯度均較為理想的紅色滲花?;u,產品集天然花崗巖、瓷質色點磚的耐磨、耐腐蝕、耐酸堿、不吸臟、抗折強度高,集天然大理石、印花彩釉磚的豐富裝飾效果于一體,其質地瑩潤,典雅華貴,拋光后光潔如鏡,俏麗脫俗,富麗豪華,是一種理想的裝飾材料
強西懷等合成并介紹了異辛醇磷酸酯滲透劑在制革生產中的應用。在濕加工中,磷酸酯滲透劑在中性和堿性溶液中具有良好的滲透性,可廣泛應用于浸水、浸灰脫毛、脫灰、中和等工序。在干加工中,它可以作為涂飾劑的流平劑,使涂飾后成膜平整光滑,從而防止了涂飾劑的流掛現象及表面凸凹不平,有助于提高涂飾層質量。
磷酸酯在涂料中用作表面活性分散劑,增強了涂料的光澤和著色性,改善了表面潤濕性,提供了更穩定的分散性。水性配方中磷酸酯類表面活性劑用量一般為固體含量的0﹒2%-0﹒5%,在調稀或研磨時加入。
在乳膠漆生產過程中任意時間加入都能產生較好的效果。在制備基料階段,既可作為乳化劑也可作為預聚合穩定劑。實驗表明,磷酸酯可作為分散體穩定劑來抑制絮凝,在涂料配方的稀釋階段加入磷酸酯可以起到這種作用。磷酸分子和無機顏料有較好的親和力,室溫下磷酸酯類表面活性劑比其它表面活性劑抗粘連性稍好,而在48﹒9℃時改善明顯。磷酸酯類表面活性劑在提高光澤、增強著色穩定性、改善底材潤濕性和去污性方面表現出色。磷酸基團的存在還能抑制水性涂料在金屬表面干燥前可能產生的閃銹,且不會改變涂料配方的中剪切黏度(KU)和高剪切黏度(I-CI)。這些特點對于我們將其應用于顏料膏、皮革填?15?料、復合樹脂涂飾劑具有重要的借鑒意義。
3結語
磷酸酯的應用還遠不止這些,比如氧化玉米淀粉磷酸酯在食品工業上用作穩定劑、增稠劑、添加劑、調味劑等,生產過程中添加適量,能改善成品質量,有效提高食品的質量。氧化玉米淀粉磷酸酯還可用于造紙工業作紙板的增強劑,印刻紙的表面施膠劑、銅板紙的顏料膠粘劑等。以上所述僅針對皮化產品具有借鑒意義的應用方面。
用于食品、保健品、醫藥添加劑,應該說天然磷脂具有得天獨厚的優勢﹔而用作紡織印染、阻燃劑、涂料、陶瓷等工業助劑,合成磷酸酯富于變化更具優越性﹔作為皮革化工產品助劑,天然磷脂與合成磷脂結合使用方能達到滿意的效果。
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