微量有机硅的分析及其在不同基质上的吸附性能

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1、浙江理工大学学报，第27卷，第5期，2010年9月JournalofZhejiangSci—TechUniversityVo1．27，No．5，Sept．2010文章编号：1673—3851(2O10)05—0710—06微量有机硅的分析及其在不同基质上的吸附性能梁秦秦，邵敏a，，宋兆伟，刘今强(浙江理工大学，a．先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，b．生态染整技术教育部工程研究中心，杭州310018)摘要：以改进的硅钼蓝分光光度法作为测试手段，研究有机硅在织物、器壁、残液三种不同基质上的吸附沉积性能。结果表明：有机硅在织物上的吸附性

2、能不仅与有机硅和纤维间的反应性、范德华力、极性基团间的库伦力、氢键等作用力有关，同时还与有机硅的分子极性、硅乳粒径等因素相关；有机硅在洗衣机器壁上的吸附性能则遵循以下规律：分子的极性越高、线性较好、无侧链或侧链较简单、有极性端基、不含水溶性基团，则在极性器壁的表面吸附量就越高。关键词：有机硅；结构；吸附性能；硅钼蓝分光光度法中图分类号：TQ26文献标识码：A0引言有机硅是指主链骨架为一Si一()I的各种聚硅氧烷高分子化CH。CH。CH。CHs合物(典型几何结构如图1)。硅氧烷主链的末端或侧基上可引入一c卜__i一(卜i_一c卜_一i_一(

3、)_一卜c卜各种活泼的官能基团，从而易于与其他高分子反应，生成嵌段、接lIIl枝或互穿网络的共聚物。有机硅具有诸如润滑性、柔软性、疏u13u13u13u13水性、成膜性等突出的优点，使其在织物的防水整理、柔软整理、防图有机硅的典型几何结构污整理、抗静电整理和抗菌防霉整理中有优异的表现[4]，整理后织物的服用性能得到明显改善，显著提高了织物的附加值。另外，由于有机硅合成过程无毒、无污染，符合绿色生产要求，且成本较低I7]，使得有机硅在纺织染整行业得到大量应用。纺织品的有机硅整理是在织物染整加工或衣物的洗涤过程中使有机硅整理剂在纤维上发生吸附

4、来完成的，但是有机硅的分子结构L8并不能确保它们对纤维的吸附相对于其他基质具有绝对优势，因此，有机硅整理剂在加工或洗涤过程中除了在纤维表面吸附外，也会在整理器械上吸附和沉积。这不仅降低了有机硅整理剂的利用率，削弱整理效果，还会引起一些其它问题，例如长时问吸附和沉积的有机硅在整理器壁表面形成硅垢，造成对织物的沾污；衣物洗涤和烘干器壁吸附的有机硅使机器变得过于光滑而难以带动衣物运行，降低了洗涤或烘干效率；染整废水中残留的有机硅对污水处理装置中过滤膜的吸附和沉积会严重影响膜的性能，导致膜分离效果的下降。生产应用实践表明，不同的有机硅整理剂在织物

5、上的吸附性能不同，整理效果不同，它们对生产设备造成的影响也有差异。这种现象揭示：可以通过有机硅产品的优选和设计开发，减少其负面影响，提高整理效果。因此，研究各种有机硅在不同基质表面的吸附性能，对探寻解决上述问题的途径具有重要意义。收稿日期：2O1OO1一O4基金项目：浙江理工大学美国宝洁公司纺织品保护研究中心项目(0711015一J)作者简介：梁秦秦(1985一)，女，山西运城人，硕士研究生，主要从事生态染整方面的研究。通讯作者：刘今强，电子邮箱：jqliu@ZStL1．edu．cn第5期梁秦秦等：微量有机硅的分析及其在不同基质上的吸附性

6、能本文根据美国宝洁公司提出的“SiliconeDeposition”项目建议，用硅含量测定和分析手段研究不同结构有机硅柔软剂在洗涤过程中对不同基质的吸附沉积性能，为不同种类的织物优选出性能优异的、同时在器壁上吸附性能小的有机硅柔软剂，并通过对有机硅的结构与性能关系的分析，提出结构改进的建议，使其在织物表面既有良好的吸附性和耐久l生，又不会在洗衣机筒壁上或者染整加工器壁上大量吸附，从而为开发能在洗涤过程中以及整理过程中发挥最佳性能的有机硅整理剂提供指导。1实验及测试方法1．1实验试剂、材料与仪器试剂：硅酸钠(优级纯)；钼酸铵、盐酸、正己烷、

7、抗坏血酸、柠檬酸(分析纯)；超纯水；有机硅乳液(见表1)。表1研究所用的有机硅试剂的配制：a)钼酸铵溶液(50g／L)：把25g钼酸铵四水合物[(NH)6Mo0z·4H2O]溶于100mL水中，稀释至500mL，摇匀Ib)混酸：溶解5g抗坏血酸和1g柠檬酸于100mL水中，须在实验时临时配制以确保新鲜；c)硅标准溶液：称取5．0574优级纯硅酸钠(NaSiO。·9H。O)于聚乙烯塑料杯中，加300mL超纯水溶解，调节pH约为5，移人500mL聚乙烯容量瓶中，并用水稀释至刻度，摇匀。硅浓度为1mg／mL。材料：低硅含量纯棉织物(美国宝洁公司

8、提供)；裁剪的美式洗衣机壁10crux7．5cm若干块。主要仪器：Lambda900紫外可见分光光度计；HB12P水洗牢度测试机；KQ-250DB型数控超声波清洗器；SX2型箱式电炉即马弗炉；