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染整助劑之原理與應用技術研討會目錄一、界面活性劑之原理1.界面活性劑之定義與分類2.界面活性劑之特性3.界面活性劑之應用4.乳化與分散5.滲透二、前處理工程1.退漿2.精練三、染色工程1.均染2.固色3.皂洗及還原劑四、後整理加工1.撥水加工2.吸水加工3.柔軟加工一、界面活性劑之原理1.界面活性劑之定義與分類1.1界面活性劑之定義界面活性劑係一種兩性分子，同時具有親水基與疏水基的結構，以能降低表面張力為其主要特徵。具有起泡、乳化、分散、濕潤、清潔、平滑、柔軟等作用。HydrophilicHeadgroupHydrophobictail1.2界面活性劑之分類2.界面活性劑之特性2.1界面微胞濃度(cmc,criticalmicellconcentration)親水基部份的分子量HLB=界面活性劑的分子量例:NP-1044×10HLB=×20=13.3220+44×102.2HLB值對水溶解性HLB作用05101520消泡W/O乳化濕潤可溶化洗淨O/W乳化不分散不安定乳化分散但不安定完全的乳化分散半透明或透明的分散透明溶解活性劑的基本性質和HLB的關係2.3濁點(CloudPoint)當聚乙二醇型界面活性劑之水溶液加熱時，隨著溫度的上升，結合的水分子開始逐步脫離，親水性逐漸減弱，當加熱至某一溫度時，轉變為不溶於水，並自溶液中折出呈乳濁液，這就是濁點現象。CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2H2OH2OH2O壬基苯酚EOA的露點之說明無色透明加熱至露點以上白濁(牛乳狀)壬基苯酚EOA的水溶液(冷卻時)壬基苯酚EOA的水溶液(加熱時)壬基苯酚以不溶於水的油滴狀析出至溶液中冷卻至露點以下恢復成透明水溶液以熱溶液靜置水壬基苯酚EOA壬基苯酚EOA沉降至容器底面，形成2層液體冷卻濕潤滲透乳化分散主要用途溶化起泡消泡洗滌潤滑抗靜電防銹殺菌次要用途均染凝集3.界面活性劑之應用性能原理纖維工業上之應用例起泡界面張力之異常降低，使用之特殊吸著。泡沫染整加工。消泡破壞與抑泡。消除染整作業上之阻礙。乳化分散微胞之生成。各種染整葯劑之乳化溶解，染浴中染料之分散。濕潤界面張力降低，接觸角減小，及界面吸附。退漿、漂白、絲光加工、染色、樹脂加工等染整加工過程之濕潤或提高。防水表面皮膜生成之防水作用，及織物臨界表面張力降低之潑水作用。雨傘、外表、帳蓬等之被覆處理。洗淨起泡、乳化，濕潤、膨潤、分散、滲透、電氣效果。精練、漂白、碳化及染整後之水洗。緩染與均染利用界面活性之微胞作用，及其對纖維或染料之作用達到緩染之目的。染色過程。平滑與柔軟降低纖維表面之摩擦係數。紡紗、撚紗、織布之平滑處理，及纖物之後柔譯處理。染料固著以陽離子界面活性劑之胺基基團與直接染料之磺酸基形成非溶解性鹽類構造。直接染料染色之後處理。靜電防止分散纖維中靜電之累積及提高度表面透電係數。紡紗、織布過程之暫時性靜電止及織物整理過程之永久靜電防止。●定義:互不相容的兩液體，將其中分散相均勻分散於連續相中，稱為乳化(若分散相為固體則稱為分散)。●O/WW/O型4.乳化與分散O/W型乳化模型W/O型乳化模型(a)水相(連續相)(b)油相(連續相)(c)油相(連續相)●乳化劑的選擇:離子性乳化劑:受水質及鹽類影響。非離子性乳化劑:乳液是否需耐高溫cloudpoint問題。●HLB值選擇:HLB值的計算:參考被乳化物的HLB。●乳化劑的濃度:乳化劑對被乳化物影響的程度。油相所要H.L.B值油相所要H.L.B值乳化乳化W/OO/WW/OO/W煤油6-9*(12.5)棉籽油─7.560錠子油─12-14*大豆油、橄欖油─7-9*機械油─10-13*菜種油、椰子油─流動石蠟6-9*12-14*棕櫚油、椰子油─固形石蠟─11-13*牛油─凡士林─10-13*羊毛脂(垂水)815油（輕質）410松脂─11-13*油（重質）410.5脂肪酸酯─油（密封）─10.5蓖麻脂肪酸甲酯─凡士林410.5Dimethylphthalate─(15)石油─10.5**精油─雜酚油（1號）─12-14*二硫化碳─16-18*瀝青─三氯乙烯─蜂蠟510-16四氯化碳─小燭樹蠟─(14.5)Orthophenylphenol─15.5巴西棕櫚蠟─14-16*Orthodichlorbenzene─(13)纖維素凝膠─9.5苯─14-16*石蠟49樟腦油─木蠟─12-14*二甲苯─硬脂酸─17石腦油─13油酸7-11*16-18*揮發油─13油醇6-7*氯化石腊─14-13*鯨蠟醇─13維他命(酯類)──矽利康─10.5**維他命(與油脂共存)──維他命(不含油脂)──被乳化物HLB值HLB值化學構造H.L.B.值Sorbitantrioleate1.8Sorbitantristearate2.1Propyleneglycolmonostearate3.4Sorbitansesquioleate3.7Glycolmonostearate(非自己乳化性)3.8Sorbitanmonooleate4.3Propyleneglycolmonolaurate4.5Sorbitanmonostearate4.7Diethyleneglycolmonostearate4.7Glycerolmonostearate(自己乳化性)5.5Diethyleneglycolmonolaurate6.1Sorbitanmonopalmitate6.7Sorbitanmonolaurate8.6Polyoxyethylene(4)laurylether9.5Polyoxyethylene(4)sorbitanmonostearate9.6Polyoxyethylene(5)sorbitanmonooleate10.0Polyoxyethylene(4)sorbitantristearate10.5Polyoxyethylene(4)sorbitantrioleate11.0Polyoxyethyleneglycol400monooleate11.4化學構造H.L.B.值Polyoxyethyleneglycol400monostearate11.6Triethanolamineoleate12.0Polyoxyethylene(9)nonylphenol13.0Polyethyleneglycol400monolaurate13.1Polyoxyethylene(4)sorbitanmonolaurate13.3Polyoxyethylene(20)sorbitanmonostearate14.9Polyoxyethylene(20)sorbitanmonooleate15.0Polyoxyethylene(20)stearylether15.3Polyoxyethylene(20)oleylether15.4Polyoxyethylene(20)sorbitanmonopalmitate15.6Polyoxyethylene(20)cetylether15.7Polyoxyethylene(30)stearate16.0Polyoxyethylene(40)stearate16.9Na-oleate18.0Polyoxyethylene(100)stearate18.8K-oleate20.0Cetylethylmorpholiniumetsulfate25~30Na-laurylsulfate約40乳化劑HLB固著層與擴散層之間存在一靜電位差，稱為電雙層的擴散相電位差。固擴著散層層疏水性大親水性(HLB)遠近水被乳化物HLB較大的乳化分散劑(a)乳化分散劑較易溶於水而不能獲得良好的乳化效果之例子近近近水被乳化物HLB較小的HLB較大的乳化分散劑乳化分散劑(b)HLB較小的乳化劑由連繫兩種物質而產生良好的乳化效果之例子圖乳化分散劑的配合原理SurfactantPhaseDiagramAOTMicroemulsionReverseMicelleMicroemulsionMicelleTwophaseWaterOilWithinmicelleregion,sizeofmicelleiscontrolledbyω=[H2O][Surfactant]織物結構和潤濕COSθ=γLGγSG─γSL5.滲透5.1陰離子型滲透劑(1)磺基琥珀酸酯類(2)烷基磷酸脂鹽類(3)脂肪醇硫酸鹽類ROSO3Na(4)烷基苯磺鹽類(5)脂肪醯胺烷基磺酸鹽類(6)α─磺基脂肪酸烷基酯類(7)蓖麻油硫酸鹽類NaO3SCHCH2COORCOORRSO3NaR1CONR2CH2CH2SO3NaROPROOONaPOONaROONaCH3(CH2)5CHOHCH2CH2CH2OSO3Na(CH2)7COORRCHSO3NaCOOR5.2非離子型滲透劑(1)烷基苯酚環氧乙烷縮合物(2)聚丙二醇環氧乙烷縮合物(3)脂肪醇環氧乙烷縮合物(4)脂肪醇氧乙烷環氧丙烷縮合物ROCH2CH2O)nHHO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)cHRO(CH2CH2O)nHRO(CH2CH2O)m(CHCH2O)nHCH35.3滲透劑與其結構同一系列表面活性劑的潤濕性，隨其烷基碳數而變化，在某一碳數顯示出最高的潤濕性能，此碳數一般比作為淨洗劑的碳數要小得多。同一系列相同碳數的潤濕劑，支鏈多的潤濕效果要好得多。親水基結合予分子的中心部位，一般都有良好的潤濕性，但如果再引入第二個親水基則潤濕性一般都低。作為親水性基團如果其離子性比適予作淨洗劑的離子弱者，則潤濕性優良。5.4界面活性劑的特性比較活性劑離子性浸透力耐鹼性抑泡性乳化力陰離子○○×△陽離子×○××非離子○×△○陰離子非離子○○△○1.非離子活性劑洗滌能力比陰離子強。2.非離子活劑CMC低，使用濃度低，即可發揮優良之洗滌作用。3.陰離子活性劑耐鹼性強，防止再附著性良好。二、前處理工程1.退漿1.1常用的上漿劑經紗上漿用主要漿料的應用性能對比類別組成主要成份應用性能天然漿料淀粉淀粉膜硬而脆、強度和延伸度小。對提高紗線的強度、保持延伸度和粘著力差。但膜的斷裂強度小，防起毛效果好。主要用予天然纖維。化學漿料改性淀粉醚化淀粉比天然淀粉易予糊化(濕度低)，粘度穩定性良，所成皮膜和上紗線的物理性能與天然淀粉差异不大。改性纖維素羧甲基纖維素(CMC)粘度適當，溶解度良好，可低濕糊化，皮膜強度高、斷裂強度低，防止毛效果最好，但對合成纖維粘著力差。聚乙烯醇聚乙烯醇(PVA)糊料的定性良好，粘著力強，皮膜的強度和延伸度優郎，但斷裂強度高。對天然纖維和合成纖維都適用。水溶性丙烯酸樹脂聚丙烯聚酯對疏水性汗維的粘著力高，吸濕性大，皮膜延伸度大而柔軟，強度小，斷裂強度大，主要用予合成纖維。1.2常用的退漿劑酸或鹼。澱粉酶(α-mylase)。氧化劑。界面活性劑。特性要求:濕潤。滲透。乳化。分散。洗淨。聚丙烯酸酯漿料之水解:非水溶型水溶型CH2CHCNCH2CHCOOR1CH2CHCOOR2OH加熱CH2CHCOONaCH2CHCH2CHCOONaCOONa2.精練1.界面活性劑使洗淨液與油劑之間的界面張力降低，藉著濕潤、浸透作用，使鹼及氧化劑與不存純物接觸、分解。2.精練劑促使不純物及分解物乳化、分散，從纖維中除去3.藉著界面活性劑Micell的形成，使不純物乳化於溶液，並防止其再附著。濕潤、浸透乳化、分散可溶化油劑吸咐布與洗滌作用模型圖Rollingup與大油滴之不完全去除界限Roll-up與粗大乳化之過程由主油滴陸續浮上小油滴(1)~(5)，而最後變成完全清潔表面(6)Rolling-up機構陰離子型精練劑(1)脂肪酸鹽類RCOONa(2)烷基硫酸鹽類ROSO3Na(3)烷基苯磺酸鹽類(4)聚氧乙烯烷基(或烷基苯基)醚硫酸鹽類(5)聚氧乙烯烷基(或烷基苯基)醚磷酸鹽類RSO3NaRO(CH2CH2O)nSO3NaRO(CH2CH2O)nSO3NaRO(CH2CH2O)nPO3Na2RO(CH2CH2O)nPO