氟碳表面活性劑的應(yīng)用—棉花

棉花

    (1)柔軟劑^[160]  織物進(jìn)行防油防水整理已經(jīng)商業(yè)化，為了使整理過的織物有良好的柔軟性，有不少方法試圖經(jīng)混合處理達(dá)到既防油防水又有柔軟性的目的。本項方法是應(yīng)用含有三甲基硅封端的帶有(Me₂SiO)m和(MeSiOXY)n的氟硅烷[n／m+n≥0．02：X =(CH₂)_n C₃H₆0CH₂，I=1～6；Y=含有l0％～l00％HOCHCH₂Z¹Z²的縮水甘油，Z¹=O(CH₂)_I，S(CH₂)_I，OCH₂CH₂NR^lC0，OCH₂CH₂NR^lS0₂，R^l=H，低級烷基；Z²=C_4～20氟脂肪烴基]和含有>40％CH₂=CR₂C0₂C_qH_2qC_pF_2p+1的聚合物(P=6～12；q=1～4；R²=H，低級烷基)的聚合物混合使用達(dá)到所要求的效果。

    例如，將棉織物、Teflon或尼龍織物在含5％乳液(20％氟硅烷，n／m+n=0．02，X=C₂H₄，Y=HOCH₂CH₂0C₂H₄C₈F₁₇和Emulgen 931在H₂0-Me₂C0中)和14．25：66．5：14．25的甲基丙烯酸芐基酯一全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯．氯亞乙烯基共聚物的稀釋溶液中浸軋，、干燥并于150～170℃加熱l．5～3min，得到的棉織物(和Teflon或nylon織物)有良好柔軟性，經(jīng)水洗l0次以后仍顯示防油防水性能。

    本項方法是用氟硅表面活性劑作為柔軟劑與防油防水劑物理混合使用，估計兩種性能同時并存的實(shí)際效果差。據(jù)作者的經(jīng)驗，用機(jī)械混合的方法處趣織物時，更多的是出現(xiàn)柔軟劑影響防油防水劑的防油防水效果，防油防水劑也影響柔軟劑的柔軟效果的現(xiàn)象。讀者需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用加以判斷。為克服這一問題，作者研究了將氟硅柔軟性能與氟碳防油防水性能結(jié)合毒同一分子中的可能性。結(jié)果證明這種化學(xué)混合的方法遠(yuǎn)比機(jī)械混合的方法更為實(shí)效。辭見織物防油防水劑章節(jié)。

    (2)作為防油防水劑原料^[161]  非離子氟碳表面活性劑(含氟醇)作為硅烷的端基可以成為具有手感優(yōu)良的防油防水劑。用含氟醇F(CF₂)_nCH₂CH₂(n=8～16)107．9g，六亞甲基二異氰酸酯三聚體57.0g和α，w-雙(3-羥丙基)二硅烷57．g合成制備氨基甲酸酯。棉織物和聚酰胺織物分別用這一產(chǎn)物處理(按織物計含0．2％F)。防油性能為6和5級(最好8級，最差l級)，防水級為100和100(最好l00，最差為0)，手感分別為l和1級(最佳3級，最差0級)。由于主要化學(xué)結(jié)構(gòu)是硅氧鏈所構(gòu)成，所以其防油性能一定會受到影響，當(dāng)然硅氧醚鏈也會影響防水性能。

類似的配方制作如下^[162]：含氟醇R_FXOH(R_F=C_4～14直鏈或帶支鏈的全氟烷基，X=亞烴基，含雙鍵，醚鍵，S0₂NR或CONR，R=H或低級烷基)加到過量的聚異氰酸酯中，異氰酸酯用非結(jié)晶直鏈飽和共聚酯處理，飽和共聚酯由對苯二甲酸和／或間苯二甲酸，飽和多價酸和飽和多元醇(Mw3000～30000)制備。

舉例：C₈F₁₇(CH₂)₃0H、聚六亞甲基二異氰酸酯和Vylon2000在溶液中反應(yīng)即制成棉-聚酯混紡織物的防油防水劑。

    (3)各種氟烷醇作防油防水劑中間體^[163]本項方法所用雙全氟烷基取代二醇有如下結(jié)構(gòu)：

HOCR_x(R¹R_F)CR_yS_h(O)(DS_h(O)_x)_dCR_yR_zCR_x(R¹R_F)OH，其中R¹=直接鍵合，直鏈或帶支鏈亞烴基，≤6C原子，亞烴氧基一亞烴基，≤6C原子，亞烴硫亞烴基，≤6C原子，亞烴氧基，≤6C原子，烯氧基-亞烴基，≤6C原子，烯硫基烯基氧亞烴基，≤9C原子，碳酰胺亞烴基(含≤6碳原子亞烴基，酰胺基，氮原子未被取代或進(jìn)一步為低級烷基取代)，磺酰胺亞烴基(亞烴基部分含≤6C原子，氨基氮未被取代或進(jìn)一步為低級烷基所取代)；碳酰胺亞烴硫亞烴基，硫亞烴基部分含有≤6C原子，或磺酰胺亞烴硫亞烴基，含有≤6C原子的硫亞烴基；Rx，Ry和Rz=H或C_l～5原子的烷基，h=1或2，x=0，1或2，當(dāng)h=2，z=0，d=0或1，D=C_2～10原子的亞烴基，C_4～10原子的二亞烴基醚，或季戊四醇二醋酸酯或二丙酸酯，R_F=單價全氟烷基或亞烴基，可為直鏈，支鏈或環(huán)有機(jī)基團(tuán)，至少有3～20個全氟化的C原子，含氟基團(tuán)中間也可以插入兩價的0或S原子。

    這些氟碳二醇可與異氰酸酯反應(yīng)生成氨基甲酸酯；與二異氰酸酯反應(yīng)生成聚氨基甲酸酯；與氯甲酸酯反應(yīng)生成碳酸酯；與羧酸。硫酸或磷酸或衍生物反應(yīng)分別生成羧酸酯、硫酸酯、磷酸酯。這些氟碳二醇化合物及其衍生物是對棉花、玻璃、木頭、紙張、皮革、毛、聚酯和其他物質(zhì)很有用的防油防水劑。

    舉例：由全氟烷基碘代物與烯醇的反應(yīng)，與亞硫酸鈉進(jìn)一步反應(yīng)，再與2，2，4-三甲基-1，6-二異氰酸基己烷，DDl l410和N-甲基二乙醇胺按4：3：2．5：1．5的比例聚合便生成棉織物的透明防油防水劑。

    (4)干燥和干洗組分^[164]含氟季銨鹽氟碳表面活性劑可用于干燥和干洗，這種干燥、干洗和防污組分含有≥1種鹵碳化合物和≥l種含氟表面活性劑。這些成分能從物質(zhì)寬廣的表面除去水或水膜，并提供織物防污的性能。

    例如棉織物用N-乙基甲基。l，1，2，2-四氫全氟癸胺的辛基苯基磷酸的鹽在HFC-356中處理后，其油漓吸收時間顯示為(5000mg／L氟碳表面活性劑)201～225s。

    (5)改善沖擊強(qiáng)度^[165]  酚醛樹脂、novolak或ncsol型酚醛樹脂40％～60％，層狀棉纖維3％～l5％和氟碳表面活性劑0．01％～1．0％組成的酚醛樹脂可改善其沖擊強(qiáng)度。

    操作舉例：從酚醛樹脂50份，棉纖維(長度0．8mm)10份，和氟碳表面活性劑0．1份制備的產(chǎn)品表現(xiàn)其Charpy沖擊強(qiáng)度為4．2kJ／m²。

本項應(yīng)用并不是氟碳表面活性劑在棉纖維或棉織物上的直接應(yīng)用，而是氟碳表面活性劑作為共同組分用于增強(qiáng)酚醛樹脂的強(qiáng)度。