有机硅类柔软剂的分类及应用

柔软剂，能够吸附于纺织品纤维表面并使纤维表面平滑，以改变手感，使产品更具舒适感。在纺织品的各种助剂中，柔软剂的品种、用量均居首位，而有机硅柔软剂是一类性能优越、效果突出、应用广泛的柔软剂。这类柔软剂是聚硅氧烷及其衍生物的乳液或微乳液，不仅使织物具有良好的柔软和平滑等手感，还能赋予非织造布表面光泽、耐磨、弹性、防污、防皱、增加非织造布滑爽风格，加上这类材料无毒、不污染环境，成本也不高，已大量用于各个行业。
1、有机硅柔软剂的分类及性能特点

有机硅柔软剂产品发展至今，根据其有效成分聚硅氧烷有机硅乳液的化学反应性和纤维反应性，可分为非活性、活性和反应性基团改性三类。

1.1 非活性有机硅柔软剂

此类柔软剂主要为二甲基硅油类，称为聚二甲基硅氧烷(DMPS)，简称甲基硅油。可赋予织物较好的柔软性和耐热性，其乳液产品有Dow Corning 36、37 等。由于其聚合度不高，本身不能交联，对纤维也不起反应，整理后的织物手感、牢度及弹性均不理想，因此它不能直接作为柔软剂使用，必须在乳化剂的作用下制备成硅油乳液后才能应用于织物，以增加耐洗性，如日本的DIC Silicon softener 500和Bayer公司的Perlie SI。此类柔软剂称为第一代有机硅柔软剂。

1.2 活性有机硅柔软剂

此类柔软剂主要将二甲基聚硅氧烷(DMPS)线型结构的两端用羟基(-OH)取代，或用羟基封头，使其具有一定的亲水性。用这种端羟基封头的二甲基聚硅氧烷制成的乳液，即所谓的有机硅羟乳。此类产品种类相当多，可单独作柔软剂使用，也可和其它有机硅配合起交联反应，在纤维上形成不溶于水的分子膜，因此经整理后的织物具有一定的防水和耐洗效果，产品有Dow Corning 1111，瑞士Ciba Geigy 的Ultratex FSA 等。此类柔软剂为第二代有机硅柔软剂。按制备时采用的表面活性剂不同可分为阳离子、阴离子、非离子和复合离子几种类型。可根据织物种类的不同进行选择。

1.3 改性有机硅柔软剂

这类柔软剂是在有机硅分子链上引入其它活性基团，使其具有特殊功能以适应各类织物高档整理的需要，改善织物的抗静电、抗油污和亲水性能，并使化纤织物具有天然织物的许多优点，成为具有特殊功能的第三代有机硅柔软整理剂。

2、改性柔软剂的发展情况

70 年代后期发展起来的改性有机硅柔软剂，很多产品已用于织物的后整理，目前国内外正在继续研究和开发。这类产品是通过在硅氧烷侧链上引入氨基、环氧基、聚醚、羟基等各种活性基团，大大提高织物的亲水性、耐洗性、防缩性等，并依靠不同的基团赋予织物不同的风格。目前国内外正在继续研究和竞相开发的新产品一般分为三大类：反应型，包括氨基、环氧基、羧基、甲基丙烯基和氟烷基等改性；非反应型，主要为单纯的聚醚改性；混合型，如聚醚氨基和环氧基改性。在纺织上应用最多的是聚醚改性，而柔软剂以氨基改性较多，产品大多为混合改性，也包括少量单纯的氨基、环氧基、羧基和氟烷基等活性集团的改性。几种改性有机硅柔软剂功能基团及应用性能见下表。

2.1 氨基改性有机硅柔软剂

氨基改性有机硅柔软剂是侧链或端基带有氨基的聚硅氧烷。氨基可为伯氨、仲氨、叔氨或铵盐，也可为芳香族氨。其合成方法有本体聚合和乳液聚合。经氨基改性有机硅柔软剂整理的织物弹性明显提高，与纤维的结合非常牢固，具有很好的耐洗效果，使其具有柔软、滑爽丰满、富有弹性的手感，同时大大提高织物的机械性能，还具有一定的抗皱、防缩的效果。在氨基改性有机硅柔软剂中带有氨乙基、氨丙基的有机硅得到的效果最好。

氨基改性有机硅柔软剂在受热或紫外线的影响下易泛黄，因而不宜用于浅色织物的柔软整理。目前，此类柔软剂仍在提高改进之中。改进的方法有环氧化、酰胺化或仲胺基化等，控制改性程度或采用混合改性，也可将其制成稳定的有机硅微乳液。

2.2 环氧改性有机硅柔软剂

按反应类型，环氧改性硅油主要有三种方法：含氢硅油与端烯基环氧化合物等的硅氢化加成反应；八甲基环四硅氧烷(D4)、含环氧基取代的环四硅氧烷(D4)等的聚合反应；其他合成方法，如α,ω-二羟基硅油和环氧氯丙烷的缩合反应等。环氧基具有很高的活性，能与纤维表面的羟基、氨基、羧基等基团进行交联反应，形成稳固的化学键，使处理后的织物具有耐久的整理效果。经环氧基改性有机硅处理过的织物高不泛黄具有良好的稳定性、柔软性，但滑爽性和吸水性较差。由于环氧基本身具有极高的反应活性。因此，可以通过在环氧基的末端接枝强吸水基团，来提高用环氧基改性有机硅处理过的织物的吸水性。

2.3 聚醚改性有机硅柔软剂

聚醚改性有机硅柔软剂的制备可按硅氢加成反应、酯化反应、迈克尔加成反应、活性氢环氧加成反应、醇氢缩合和硅氧烷水解缩合反应等机理进行，制备技术趋于成熟。由于该类聚合物还具有良好的适应性、生物相容性和低玻璃化温度，因此具有其它表面活性剂无法比拟的优势。在聚硅氧烷的侧链上引入水溶性的不饱和聚醚，可使疏水性的有机硅变为亲水性有机硅。经聚醚改性有机硅整理后的织物还具有良好的防沾污和抗静电性，但柔软性、耐洗性较差。由于其与其它整理剂有较好的配伍性，所以应用时还可与染色同浴。聚醚- 环氧混合改性有机硅兼具了聚醚和环氧有机硅的优点，同时弥补了它们各自的缺点，是一种综合性能很好的多功能多组分的有机硅整理剂。

2.4 其他改性有机硅柔软剂

2.4.1 羧基改性有机硅柔软剂

铂催化剂存在下，用不饱和脂肪酸与有机硅中的Si-H键进行加成反应，可得到羧基改性有机硅。羧基改性有机硅柔软剂具有化学反应性和极性，用于天然纤维后整理能与纤维很好结合，且能改善化纤的抗静电性和吸湿性。与氨基或环氧基改性有机硅并用，可提高柔软手感，且洗涤时不易脱落。

2.4.2 巯基改性有机硅柔软剂

用硫脲法或醋酸法可制得巯基改性有机硅。用其整理羊毛，可使羊毛具有耐久的防缩性和润滑性。

2.4.3 醇改性有机硅柔软剂

将不饱和醇与硅油中的Si-H 键极性加成，或利用引入羟基进行反应，可以得到醇改性有机硅。该类柔软剂可改善织物的染色性、耐热性和耐水性。

2.4.4 酯基改性有机硅柔软剂

用含氢硅油与丙烯酸酯在水溶性催化剂作用下，采用乳液聚合法合成了酯基改性有机硅柔软剂。该柔软剂可使织物手感柔软滑爽、弹性好，适用于化纤及其与棉的混纺织物的柔软整理。

3、有机硅柔软剂的发展及建议

(1)我国有机硅柔软剂的研究和开发已取得了很大的发展，但与国外相比产品种类相对较少、档次较低，部分高档产品仍需进口，因此需要加大对有机硅整理剂的研究、开发和应用力度，从而提高我国纺织产品的竞争力；

(2)提高对有机硅单体的生产和改性技术，继续研究开发乳化和微乳化技术，从而提高产品的质量和多功能化以满足市场的需求；

(3)对具有不同性能的柔软剂或表面活性剂复配，利用协同作用制成的新品种具有比单组分更优异的性能，可以得到性能更好、功能更多的柔软剂产品；(4)随着国内外市场对生态纺织品和环境保护要求的提高，须开发无甲醛、生物降解性能良好的柔软剂产品。在原有柔软剂结构上引入另一种柔软剂的功能基团，从而得到高性能的新型柔软剂。