紙張柔軟劑作用機(jī)理

纖維柔軟平滑問題也是纖維間的摩擦問題，纖維的摩擦主要通過摩擦因數(shù)來評價(jià)。摩擦因數(shù)是表現(xiàn)摩擦體表面性能的一個(gè)參數(shù)。不同類表面活性劑對纖維摩擦因數(shù)有影響，其中對于降低纖維表面的靜摩擦因數(shù)，其作用大小為：陽離子表面活性劑>多元醇型非離子表面活性劑>陰離子表面活性劑>聚乙二醇型非離子表面活性劑>礦物油。對于同類表面活性劑則由于表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，對纖維的摩擦因數(shù)也不同。

1．陰離子表面活性劑對纖維表面摩擦因數(shù)的影響

此類表面活性劑主要品種有烷基磷酸酯或鹽、烷基硫酸酯或鹽、烷基磺酸鹽等。烷基的碳鏈越長，平滑性能越好、摩擦因數(shù)越小。對于磷酸酯類平滑性，則有三烷基磷酸酯>雙烷基磷酸酯>單烷基磷酸酯>聚氧乙烯醚磷酸酪。

2．陽離子表面活性劑對纖維摩擦因數(shù)的影響

陽離子表面活性劑除了有較好的抗靜電性之外，還有較好的柔軟平滑性，故廣泛用于柔軟劑，以降低纖維間的靜摩擦因數(shù)。季銨鹽和胺鹽類表面活性劑對纖維的動(dòng)、靜摩擦因數(shù)均有效。

3．非離子表面活性劑對纖維摩擦因數(shù)的影響

關(guān)于非離子表面活性劑對纖維摩擦的影響研究發(fā)現(xiàn)烷基越長，可使纖維間的摩擦因數(shù)越小。

根據(jù)以上分析，柔軟劑分子結(jié)構(gòu)一端具備烴基以降低纖維鏈間的摩擦，另一端則具有離子性或反應(yīng)性，能使柔軟劑分子固定在纖維間；由于各種表面活性劑的離子性不同，使其在纖維間的定向產(chǎn)生很大差異，從而使獲得的柔軟性變化非常大。纖維素分子中由于含有少量羧基，一般在水中電離會(huì)帶有一定的負(fù)電性，即具有負(fù)的Zeta電位。帶負(fù)電荷的陰離子表面活性劑的膠體接近纖維時(shí)，將與纖維發(fā)生排斥作用，吸附在纖維素上較為困難。所以，造紙過程中柔軟劑分子在纖維間的留著僅僅靠分子間作用和機(jī)械作用附著柔軟劑，這樣陰離子表面活性劑的疏水部分，在纖維周圍成了一層油狀膜，而親水性基向外側(cè)排列。因此，陰離子表面活性劑可賦予柔軟感，但不具有表面平滑的手感。為了克服這一缺點(diǎn)，即在陰離子表面活性劑中可配人一定量的油脂類物質(zhì)如羊毛脂等。

柔軟劑是一類分子結(jié)構(gòu)中一端含有長鏈烴基，另一端含有可與纖維結(jié)合的極性或反應(yīng)性基團(tuán)的化合物。柔軟劑分子可在纖維表面形成疏水基向外的吸附，從而降低纖維物質(zhì)的動(dòng)、靜摩擦因數(shù)，獲得平滑柔軟的手感。對柔軟性要求較高的紙張有衛(wèi)生紙、皺紋紙、手帕紙、餐巾紙等，其他紙種如加工紙對柔軟性能的要求亦愈來愈高，故柔軟劑在造紙中的應(yīng)用愈來愈引起重視。

柔軟劑的作用大體可分兩個(gè)方面：一是改善纖維間的滑動(dòng)及平滑性，增加其光滑、濕潤、滑膩的手感。二是作為可塑劑，即固定紙頁組織、提高強(qiáng)度及涂布用膠粘劑、填充劑和樹脂等的可．塑性。前者主要是紡織業(yè)中柔軟劑的用法，可根據(jù)纖維的種類、紗的規(guī)格、編織方法、用途、流行樣式等不同，使用多種多樣的柔軟劑。當(dāng)前由于紙的加工法也有了很大發(fā)展，這樣更便于采用柔軟劑來處理紙張，所以，造紙工業(yè)應(yīng)用柔軟劑也廣泛了。而后者主要是根據(jù)加工樹脂來選擇的柔軟劑，它不僅能使紙的手感柔軟化，而且往往能使纖維間容易滑動(dòng)性，柔軟而有彈性，以及增強(qiáng)撕裂強(qiáng)度等特性。有時(shí)也要求柔軟劑兼有防水性、疏水性或疏油性、防靜電性、去污性等特性。

大部分柔軟劑都是具有l(wèi)2～18(一般l6～18)個(gè)碳的長鏈的烷基有機(jī)化合物，其申表面活性劑占有很大的比例。柔軟劑分子中能產(chǎn)生柔軟性主要是長鏈烷基，可溶性基的主要作用是使其在水介質(zhì)中溶解以及與纖維產(chǎn)生結(jié)合作用，可使烷基在纖維表面或周圍產(chǎn)生取向作用。

一般如十五烷基和十七烷基這些飽和脂肪基可賦于紙以平滑性及豐滿的手感。十七碳烯基的不飽和脂肪基，可給予較強(qiáng)的柔軟、彈性以及發(fā)暖的手感。對柔軟劑能起輔助作用的親水基有硫酸基、磺酸基、羧基、磷酸基、氨基磺酸基、季銨離子、多元醇、環(huán)氧乙烯基等多種。

一次性生活用紙如紙手帕、衛(wèi)生紙、餐巾紙及尿布紙等的消費(fèi)日趨增大，同時(shí)對紙質(zhì)量的要求也越來越高，尤其對紙張柔軟性提出了更高的要求，所以紙用柔軟劑越來越受到重視。使用紙張柔軟劑的目的在于：①降低纖維之間的結(jié)合力，使紙張剛性下降，減少紙張對皮膚的摩擦力；②具有濕潤纖維的作用，改善纖維的平滑性，增加紙張光滑、細(xì)膩的感覺；③使紙張具有可塑作用。總之柔軟劑可在纖維表面形成疏水基向外的反向吸附，降低纖維物質(zhì)的動(dòng)、靜摩擦因數(shù)，從而獲得平滑柔軟的手感。實(shí)際上柔軟劑除具有柔軟作用外，有時(shí)還兼有防水、防再污染、抗靜電等效果。2100433B

陽離子型柔軟劑是使用最廣泛的一類，它又可分季銨鹽型、脂肪酸酯型、右蠟型、聚乙烯型、有機(jī)硅樹脂型等，其中季銨鹽型柔軟劑在陽離子柔軟劑中占有較大比重，主要有單烷基季銨鹽、二烷基季銨鹽、烷基?；句@鹽、吡啶季銨鹽型和咪唑型柔軟劑等，所用的季銨鹽型柔軟劑中單烷基季銨鹽由于毒性大、生物降解性差等已逐漸被淘汰；二烷基季銨鹽和烷基酰基季銨鹽的毒性雖比單烷基季銨鹽低，但其生物降解性很差，會(huì)殺死生物菌且易在污水處理時(shí)被污泥吸收而污染農(nóng)田，因此在上世紀(jì)九十年代初已在德國、荷蘭等國停止使用，歐盟在2002年5月15日發(fā)布的Eco-Label中明確禁止使用雙[氫化牛油烷基]二甲基氯化銨、雙[硬脂?；鵠二甲基氯化銨與雙[牛油烷基]二甲基氯化銨和由它們組成的制劑或配方；至于咪唑型(如柔軟劑IS)和吡啶季銨鹽型(如VelanPF)等陽離子型柔軟劑的BOD小、用傳統(tǒng)的生化法來處理降解比較困難，雖然沒有禁用，但按生態(tài)要求它們的使用也是有問題的。2100433B

皮革柔軟劑是通過動(dòng)物真皮的毛孔，進(jìn)入皮內(nèi)，均勻分布于皮內(nèi)纖維表面，并能與皮內(nèi)纖維適度結(jié)合的油脂。當(dāng)這層油脂的厚度達(dá)到適宜的厚度時(shí)，皮內(nèi)纖維表面之間滑動(dòng)的摩擦力，就相當(dāng)于油分子之間的摩擦力，因而皮革就會(huì)很柔軟。所以它可以軟化因油脂走失而變硬的真皮，如皮衣、皮包、皮鞋、皮沙發(fā)等遇水變硬，或長久放置而變硬的真皮，可以采用皮模擬油配方的皮革柔軟劑回軟，但不適合涂上一層外膜變硬的皮衣等真皮，因這層膜已封閉毛孔，皮革柔軟劑難于進(jìn)入。如果脫去這層膜，則會(huì)有效果。2100433B