2結果與討論
2·1反應原理
硬脂酸與二乙烯三胺的反應原理見反應式(1)。用環氧氯丙烷與反應式(1)中的產物反應,使其陽離子化,改變環氧氯丙烷的用量得到一系列不同陽離子度的柔軟劑。
2·2紅外光譜的表征
圖1為陽離子度為0·6的柔軟劑的FT-IR譜圖。譜圖中各譜帶的歸屬:3300·20 cm-1為亞胺基的—NH—伸縮振動;2908·65 cm-1和2854·65 cm-1為甲基和亞甲基的伸縮振動峰;1735·94 cm-1為原料中沒有完全反應的酯鍵伸縮振動;1637·56 cm-1為酰胺鍵中C O的伸縮振動;1556·55為N—H彎曲和C—N伸縮振動的組合吸收;1469·76 cm-1為甲基、亞甲基的反對稱彎曲振動吸收頻率;1267·23 cm-1為酰胺鍵中C—N與N—H的混合振動;958·62 cm-1為環氧端基的特征吸收;721·38 cm-1為亞胺基的—NH—平面搖擺振動[5]。
2·3陽離子度對乳液穩定性的影響
陽離子度對乳液穩定性的影響如圖2所示。由圖2可以看出,隨著陽離子度升高,柔軟劑乳液離心后沉淀量減少。原因是隨著陽離子度的升高,柔軟劑中作為乳化劑的親水性物質含量升高,親油性物質含量減少,因此乳液的穩定性上升。陽離子度為0·1的柔軟劑乳液穩定效果較差,離心后沉淀量明顯增多,不宜用作柔軟劑。
2·4陽離子度對紙張柔軟性的影響
陽離子度對紙張柔軟度的影響如圖3所示。圖中數據表明,柔軟劑對紙張具有顯著的柔軟效果,而紙張柔軟度隨柔軟劑陽離子度的變化沒有明顯的變化規律。未加柔軟劑紙樣的柔軟度為897 mN,加入柔軟劑后,柔軟度在575~671 mN之間變化,柔軟度最
小的是陽離子度為0·6的紙樣,其值為575 mN,即陽離子度為0·6的柔軟劑柔軟性效果最好。由于各種陽離子度的柔軟劑都能很好地與紙纖維結合,柔軟劑中疏水性基團可以在纖維表面形成疏水基向外的反向吸附,降低纖維物質的動、靜摩擦因數,從而獲得平滑柔軟的手感。
2·5不同乳化劑對柔軟劑乳液的影響
該陽離子雙酰胺類柔軟劑為親油性表面活性劑,必須借助乳化劑,才能在水中均勻分散,并與紙漿纖維發生吸附,從而發揮柔軟劑的作用,為此選擇合適的乳化劑非常必要。本實驗分別用不同的乳化劑與陽離子度為0·6的柔軟劑配制成系列柔軟劑,并以1%的添加量(對絕干漿)抄紙,測定紙張的柔軟性能。選擇1631、OP-10、T-80作為乳化劑(它們都具有乳化性能好,泡沫低等優點)。乳化工藝:乳化劑用量占柔軟劑絕干質量的10%,80℃下強力攪拌30 min,表1為不同乳化劑對柔軟劑的乳化效果。
由表1可以看出,OP-10、T-80、1631對柔軟劑的乳化效果均較好;所形成的乳液均勻、穩定。但乳化劑1631乳化后所得到的柔軟劑具有更好的效果。可能由于乳化劑的加入在一定程度上影響到陽離子雙酰胺類柔軟劑對紙漿纖維的親和力,致使疏水基向外側排列的規整性有一定降低,從而影響到纖維動、靜摩擦因數的降低。而1631本身對纖維就具備較好的柔軟作用,可以和纖維發生靜電吸附,用它乳化得到的陽離子雙酰胺類柔軟劑與纖維發生吸附時,1631中的長脂肪鏈可以與陽離子雙酰胺類柔軟劑中的長脂肪鏈形成較好的規整排列,即二者的疏水基可以形成整齊排列;纖維被長鏈脂肪烷基形成的膜所包覆,可明顯降低纖維之間的相互摩擦。另外,1631還具有抗靜電的作用,可以防止柔軟劑和纖維發生吸附時其他離子的干擾。所以1631既可以起到乳化劑的作用,與陽離子雙酰胺表面活性劑共同使用又具有良好的配伍性,協同作用更佳。
2·6柔軟劑對紙張白度的影響
由表2看出,隨著柔軟劑陽離子度的增加,在提高紙張的柔軟性能和蓬松性的同時,柔軟劑對紙張白度也有一定的影響,陽離子度0·6的樣品與空白樣的白度相差3個白度單位,而且對白度影響的規律性較差,這可能是在柔軟劑的合成過程中少量的二乙烯三胺被氧化的結果。所以,通過精確控制合成溫度來減少產物氧化而導致有色物質的產生,可消除柔軟劑對紙張白度的不利影響。
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