氟碳表面活性剂的应用—棉花

棉花

    (1)柔软剂^[160]  织物进行防油防水整理已经商业化，为了使整理过的织物有良好的柔软性，有不少方法试图经混合处理达到既防油防水又有柔软性的目的。本项方法是应用含有三甲基硅封端的带有(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的缩水甘油，Z¹=O(CH₂)_I，S(CH₂)_I，OCH₂CH₂NR^lC0，OCH₂CH₂NR^lS0₂，R^l=H，低级烷基；Z²=C_4～20氟脂肪烃基]和含有>40％CH₂=CR₂C0₂C_qH_2qC_pF_2p+1的聚合物(P=6～12；q=1～4；R²=H，低级烷基)的聚合物混合使用达到所要求的效果。

    例如，将棉织物、Teflon或尼龙织物在含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的甲基丙烯酸苄基酯一全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯．氯亚乙烯基共聚物的稀释溶液中浸轧，、干燥并于150～170℃加热l．5～3min，得到的棉织物(和Teflon或nylon织物)有良好柔软性，经水洗l0次以后仍显示防油防水性能。

    本项方法是用氟硅表面活性剂作为柔软剂与防油防水剂物理混合使用，估计两种性能同时并存的实际效果差。据作者的经验，用机械混合的方法处趣织物时，更多的是出现柔软剂影响防油防水剂的防油防水效果，防油防水剂也影响柔软剂的柔软效果的现象。读者需根据实际应用加以判断。为克服这一问题，作者研究了将氟硅柔软性能与氟碳防油防水性能结合毒同一分子中的可能性。结果证明这种化学混合的方法远比机械混合的方法更为实效。辞见织物防油防水剂章节。

    (2)作为防油防水剂原料^[161]  非离子氟碳表面活性剂(含氟醇)作为硅烷的端基可以成为具有手感优良的防油防水剂。用含氟醇F(CF₂)_nCH₂CH₂(n=8～16)107．9g，六亚甲基二异氰酸酯三聚体57.0g和α，w-双(3-羟丙基)二硅烷57．g合成制备氨基甲酸酯。棉织物和聚酰胺织物分别用这一产物处理(按织物计含0．2％F)。防油性能为6和5级(最好8级，最差l级)，防水级为100和100(最好l00，最差为0)，手感分别为l和1级(最佳3级，最差0级)。由于主要化学结构是硅氧链所构成，所以其防油性能一定会受到影响，当然硅氧醚链也会影响防水性能。

类似的配方制作如下^[162]：含氟醇R_FXOH(R_F=C_4～14直链或带支链的全氟烷基，X=亚烃基，含双键，醚键，S0₂NR或CONR，R=H或低级烷基)加到过量的聚异氰酸酯中，异氰酸酯用非结晶直链饱和共聚酯处理，饱和共聚酯由对苯二甲酸和／或间苯二甲酸，饱和多价酸和饱和多元醇(Mw3000～30000)制备。

举例：C₈F₁₇(CH₂)₃0H、聚六亚甲基二异氰酸酯和Vylon2000在溶液中反应即制成棉-聚酯混纺织物的防油防水剂。

    (3)各种氟烷醇作防油防水剂中间体^[163]本项方法所用双全氟烷基取代二醇有如下结构：

HOCR_x(R¹R_F)CR_yS_h(O)(DS_h(O)_x)_dCR_yR_zCR_x(R¹R_F)OH，其中R¹=直接键合，直链或带支链亚烃基，≤6C原子，亚烃氧基一亚烃基，≤6C原子，亚烃硫亚烃基，≤6C原子，亚烃氧基，≤6C原子，烯氧基-亚烃基，≤6C原子，烯硫基烯基氧亚烃基，≤9C原子，碳酰胺亚烃基(含≤6碳原子亚烃基，酰胺基，氮原子未被取代或进一步为低级烷基取代)，磺酰胺亚烃基(亚烃基部分含≤6C原子，氨基氮未被取代或进一步为低级烷基所取代)；碳酰胺亚烃硫亚烃基，硫亚烃基部分含有≤6C原子，或磺酰胺亚烃硫亚烃基，含有≤6C原子的硫亚烃基；Rx，Ry和Rz=H或C_l～5原子的烷基，h=1或2，x=0，1或2，当h=2，z=0，d=0或1，D=C_2～10原子的亚烃基，C_4～10原子的二亚烃基醚，或季戊四醇二醋酸酯或二丙酸酯，R_F=单价全氟烷基或亚烃基，可为直链，支链或环有机基团，至少有3～20个全氟化的C原子，含氟基团中间也可以插入两价的0或S原子。

    这些氟碳二醇可与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯；与二异氰酸酯反应生成聚氨基甲酸酯；与氯甲酸酯反应生成碳酸酯；与羧酸。硫酸或磷酸或衍生物反应分别生成羧酸酯、硫酸酯、磷酸酯。这些氟碳二醇化合物及其衍生物是对棉花、玻璃、木头、纸张、皮革、毛、聚酯和其他物质很有用的防油防水剂。

    举例：由全氟烷基碘代物与烯醇的反应，与亚硫酸钠进一步反应，再与2，2，4-三甲基-1，6-二异氰酸基己烷，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织物的透明防油防水剂。

    (4)干燥和干洗组分^[164]含氟季铵盐氟碳表面活性剂可用于干燥和干洗，这种干燥、干洗和防污组分含有≥1种卤碳化合物和≥l种含氟表面活性剂。这些成分能从物质宽广的表面除去水或水膜，并提供织物防污的性能。

    例如棉织物用N-乙基甲基。l，1，2，2-四氢全氟癸胺的辛基苯基磷酸的盐在HFC-356中处理后，其油漓吸收时间显示为(5000mg／L氟碳表面活性剂)201～225s。

    (5)改善冲击强度^[165]  酚醛树脂、novolak或ncsol型酚醛树脂40％～60％，层状棉纤维3％～l5％和氟碳表面活性剂0．01％～1．0％组成的酚醛树脂可改善其冲击强度。

    操作举例：从酚醛树脂50份，棉纤维(长度0．8mm)10份，和氟碳表面活性剂0．1份制备的产品表现其Charpy冲击强度为4．2kJ／m²。

本项应用并不是氟碳表面活性剂在棉纤维或棉织物上的直接应用，而是氟碳表面活性剂作为共同组分用于增强酚醛树脂的强度。