表面活性剂对荧光涂料色浆性能的影响.pdf

第 28 卷第 2 期Vol.28No.2河南职技师院学报Journal of Henan Vocation-Technical Teachers College2000 年6 月Jun.2000表面活性剂对荧光涂料色浆性能的影响a张焱,侯振雨(河南职技师院化工系,新乡 453003)摘要:研究表面活性剂的表面特性对荧光涂料色浆性能的影响,发现使用大分子量阴离子表面活性剂可以得到性能良好的分散体系,单一使用非离子表面活性剂也能得到均匀的分散体系,但颗粒有一定的聚集现象;将阴-非离子表面活性剂复配后,色浆的分散性及牢度等性能均有提高,非-非离子表面活性剂复配后,体系的分散性能改善不明显。三元复配后情况复杂,有待进一步研究。关键词:复配;表面活性剂;荧光颜料;牢度;临界胶团浓度(cmc)中图分类号:TS101.3文献标识码:A文章编号:1003-482X(2000)02-0051-04荧光涂料印花色浆以着色鲜艳、使用方便、污染小而广泛应用于布匹着色与印花领域,国内外发展都很迅速。各种颜色的荧光树脂颜料分散在水中形成稳定的分散体系即色浆,其中所用的各色颜料均由同一种固体树脂固化后与少量的各色荧光染料混合而成,所得的各色树脂颜料性质很相似,因此,以一种荧光树脂颜料为例研究其在水中的分散特性很有代表性,本文以荧光桃红树脂颜料为对象,研究表面活性剂对荧光颜料形成的分散体系的稳定性、牢度、色光等方面的影响。1试验材料和方法1.1试验材料表面活性剂见表 1.表 1各种表面活性剂的类型、HLB值及聚合度序号商品名化学名称类型HLB值聚合度n1K12十二烷基磺酸钠阴12.3-2拉开粉 BX双异丁基萘磺酸钠阴9.4-3扩散剂MF亚甲基双甲基萘磺酸钠阴18.1-4扩散剂 NNO亚甲基双萘磺酸钠阴19-5平平加 O-9月桂醇聚氧乙烯醚非12.596平平加 OS-15脂肪醇聚氧乙烯醚非14.5157平平加O-20月桂醇聚氧乙烯醚非16.5208乳化剂 OP-10壬基酚聚氧乙烯醚非14.599乳化剂 OP-15壬基酚聚氧乙烯醚非151010乳化剂 OP-20壬基酚聚氧乙烯醚非202311吐温-20聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯非16.72012吐温-40聚氧乙烯失水山梨醇单棕榈酸酯非15.62013吐温-60聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯非14.92014吐温-80聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯非152015斯本-20失水山梨醇单月桂酸酯非8.6-16斯本-40失水山梨醇单棕榈酸酯非6.7-17斯本-60失水山梨醇单硬脂酸酯非4.7-18斯本-80失水山梨醇单油酸酯非4.320织物:未经漂白、经煮、烘焙等工艺加工过的底细布;颜料:浙江省瑞安市万隆化工总厂生产的荧光桃红粉;a收稿日期:1999-07-02.作者简介:张焱(1970-),女,浙江嘉善人,讲师。研磨介质:浙江天台研磨玻璃珠厂生产的中性玻璃珠。1.2试验仪器500ml 立式研磨机,TG-328A 型电光分析天平,标准光源箱,皂洗牢度仪,刷洗牢度仪,1600倍显微镜及测微尺。1.3色浆生产工艺将 PAM 配成 3%水溶液放置 10min 以上备用,按工艺配方将 PAM 水溶液、水、表面活性剂、颜料加入砂磨机中搅拌均匀,加入玻璃珠,研磨40min,过滤后即得成品色浆。1.4性能测试方法涂料粒径的测定:显微镜法(在 1600 倍显微镜下取 5 个视野,每个视野中粒径大于 5Lm 的平均粒子个数);牢度的测定:按照 GB8878-88 方法测定;色光的检测:将刮好的布样置于标准光源箱中观察,与标准色卡比较(与标准品比表示差,表示相当表示优);稳定性的测定:将样品放置一段时间观察表面及下层分散情况。2单一表面活性剂对色浆性能的影响2.1阴离子表面活性剂的使用按工艺配方制得的色浆产品,(其中除表面活性剂的种类不同以外,其它原料均相同。)按照性能测试方法对色浆产品分析测试,结果见表 2.阴离子表面活性剂均能将荧光颜料分散在水中,制得稳定的分散体系。低分子量表面活性剂K12和拉开粉 BX 的 HLB 值小于大分子量扩散剂NNO 和 MF 的 HLB值,BX 和 K12与水混溶效果不如NNO 和MF。BX 与K12的cmc 大于NNO 和MF,因此,BX 与 K12形成胶束的能力不如 NNO和 MF。另外,NNO、MF 的表面张力(Ccmc)较大,在研磨的过程中比表面积的增加量相同时,K12、BX 所需的能量小4,更容易粉碎,因而,K12、BX形成的分散体系颜料粒径小且均匀,这与显微镜下所看到的一致。荧光颜料粒子是在一定的粒径范围内具有荧光特性。如果颜料粒径减小荧光特性就会减弱直至消失。因此,荧光色浆研磨时所用的玻璃珠直径应稍大,研磨时间也不宜过长。大分子量阴离子表面活性剂(NNO、MF),cmc 小,Ccmc较大,分散体系颗粒粒径较大,荧光效果好,但牢度比小分子量的拉开粉 BX 和 K12稍差。2.2非离子表面活性剂的使用在非离子表面活性剂中选用平平加 O、乳化剂 OP、吐温 T、斯本 S 系列非离子表面活性剂,对制得的色浆进行测定,结果见表 2。表 2阴、非离子表面活性剂对色浆性能的影响表面活性剂HLB 值cmcg/LCcmcmN/m粒子个数荧光效果皂洗牢度刷洗牢度褪色沾色干摩湿摩K1212.31.3834.22.3434434拉开粉BX9.41.41 36.23.0344343扩散剂NNO18.90.16 66.04.7233343扩散剂 MF18.10.1666.95.332333平平加 O-912.5-6.7434343平平加OS-1514.5-276.0-平平加O-2016.5-365.3343323乳化剂 OP-1014.5-6.33434334乳化剂 OP-1515.0-336.2-乳化剂OP-2014.5-5.4343233吐温-2016.7-365.2343434吐温-4015.6-405.4343343吐温-6014.9-435.0-吐温-8015.0-415.3343233斯本-804.3-30无法均匀分散平平加 O、乳化剂 OP、吐温 T 三大类表面活性 剂的 HLB 值 都在 12 以上,Ccmc均 在 25 45mN/m 之间,颜料均匀分散所需的能量较小,因此均能将荧光颜料分散在水中,形成稳定的分散体系。非离子表面活性剂形成的分散体系中,颗粒均匀,粒径大于 5Lm 的粒子个数在 5.06.7之间,比阴离子表面活性剂形成的分散体系多。斯本 S 系列的表面张力与平平加 O、乳化剂 OP、吐52河南职技师院学报2000 年温 T 三类非离子表面活性剂相当,但其 HLB 值小于 6.7,单一使用斯本 S 系列非离子表面活性剂不能将颜料分散在水中。颜料的结构是决定色浆牢度的主要因素,另外,颜料颗粒的大小和表面活性剂对色浆的牢度也有一定的影响。表 2 中小分子量的阴离子表面活性剂的牢度好于大分子量的阴离子表面活性剂体系4。非离子表面活性剂形成的分散体系的皂洗牢度大体与阴离子相当,平平加 O-20、乳化剂OP-20、吐温 T-80 聚合度较大的非离子表面活性剂体系刷洗牢度稍差。非离子系列表面活性剂的亲水基结构向外,亲油基与颜色料颗粒靠近,表面活性剂在水中形成的胶束将颜料包裹在内,因此亲水基越长(聚氧乙烯基聚合度 n 越大2),吸附量越少,分散体系中形成大颗粒的数量也越少,分散体系越细而且均匀,分散性好,牢度高,但相应的荧光效果稍差。如平平加 O-20 聚合度为 20,显微镜下粒径大于 5 Lm 的平均颗粒个数为 5.3,比低聚合度的平平加 O-9 和平平加 OS-15 的大颗粒个数少;荧光效果较平平加 O-9 好,牢度不如平平加 O-9 和平平加 OS-15。非离子表面活性剂本身不带电,分散后胶束间的相互作用力没有阴离子表面活性剂 胶束强,单元一使用非离子表面活性剂 制得的分散体系的颗粒大,而且放置一段时间都有凝聚现象。使用平平加 O、乳化剂 OP 研磨过滤后静置 10min 后,色浆表面即形成凝聚现象,轻轻搅拌将均匀分散;放置 3d 后,色浆下层有凝聚块,搅拌后也能均匀分散;放置 15d 后,有肉眼可辨的小颗粒,搅拌无法破碎。吐温 T 系列粘度较大,流动性差,也有聚集现象,但没有平平加 O、乳化剂 OP 严重。平平加 O、乳化剂 OP 系列分散体系产生的泡沫多,可使用消泡剂减少泡沫。阴离子表面活性剂形成的分散体系泡沫少。吐温 T 系列制得的色浆色光鲜艳,但是,吐温 T 系列本身有颜色,用量大时会影响色光,选用时必须注意。3表面活性剂复配物对色浆性能的影响在 2.1、2.2 两类实验中,大分子量阴离子表面活性剂的分散性、牢度、荧光效果都很好,选用扩散剂 NNO 与非离子表面活性剂二元复配(按摩尔比 1:1)形成阴-非离子表面活性剂复配体系;以吐温 T-80、平平加 OS-15、乳化剂 OP-10、斯本 S-80 二元复配形成非-非离子表面活性剂分散体系。将二元复配体系的色浆性能列于表 3。表 3二元表面活性剂复配对色浆的影响复配体系HLB 值粒子个数皂洗牢度刷洗牢度褪色沾色干摩湿摩荧光效果NNO+OS-1516.72.83443434NNO+OP-1016.73.034333NNO+T-8016.92.8434344OS-15+OP-1014.514.7-OS-15+T-8014.84.223334OP-10+T-8014.88.6334334S-80+T-809.74.333343阴离子表面活性剂本身带电,单一使用时胶束离子间相互排斥,加入非离子表面活性剂后大大减弱了排斥作用,因而有利于颜料颗粒胶团及表面吸附层的形成;而且,非离子表面活性剂分子中聚氧乙烯基具有极性,分子具有一定的偶极矩,加强了对离子表面活性剂的吸附作用,使胶团与吸附层分子间相互作用力增强。这一类型的阴-非离子型复配后,胶团中两种表面活性剂分子间的相互作用参数和混合表面吸附层分子相互作用参数都小于零,绝对值在 310 之间,即混合后体系的表面活性为负偏差,混合体系的 cmc 低于二元理想溶液的 cmc。不同的表面活性剂组合使用,两个相互作用参数值不同,实际混合体系的曲线弯曲程度不同。两参数绝对值越大,cmc 下降越大,甚至会出现平滑凹面状,如图 1 中的虚线所示3。阴-非离子表面活性剂复配后,表面活性提高,研磨后颜料颗粒粒径小而且均匀,分散稳定性、牢度都比单一使用阴离子表面活性剂和单一使用非离子表面活性剂有提高,荧光效果也保持原有的特性。从图1 中可知,只需加入少量的一种表面活性剂就可以达到很佳的活性效果。这样实际工业生产时,二元复配可降低表面活性剂的用量。53第 2 期张焱等:表面活性剂对荧光涂料色浆性能的影响摩尔分数图 1阴-非二元溶液的 cmc 随摩尔分数的变化曲线实线:理想溶液的 cmc 随摩尔分数的变化曲线虚线:阴-非复配溶液的 cmc 随摩尔分数的变化曲线摩尔分数图 2非-非二元溶液的 cmc 随摩尔分数的变化曲线实线:理想溶液的 cmc 随摩尔分数的变化曲线虚线:非-非复配溶液的 cmc 随摩尔分数的变化曲线非-非离子表面活性剂二元复配后,表面活性剂均不带电,胶束间的排斥作用力很弱。二元复配后,两种表面活性剂 分子间的相互作用参数和混合表面吸附层中的分子相互作用参数的绝对值在零附近,与二元理想溶液的曲线很接近,如图 2 中的虚线所示3。即实际上复配体系与理想溶液的表面活性很接近,临界胶束浓度偏差很小,因此非-非离子配合后与单一非离子表面活性剂体系相比,增效不如阴-非复配增效明显。非-非离子复配后大多数颗粒比单一使用非离子表面活性剂更均匀,荧光效果与单一使用非离子表面活性剂时相当。平平加 OS-15和乳化剂OP-10 复配后稳定性下降,放置 10min 后就有结皮现象,3d 后有明显的结块现象。单一使用乳化剂 OP、平平加 O 系列的色浆泡沫比较多,而阴-非、非-非二元复配之后,泡沫有所减少。吐温 T-80 与平平加 OS-15复配后颗粒均匀,荧光效果与标准相当,分散体系稳定,但皂洗牢度差。吐温T-80 与斯本 S-80 复配后荧光效果较标准品好,放置 3d、10d 后未发现有结块现象,稳定性良好,泡沫也很少。三元复配的情况比较复杂,结构不同的表面活性剂种类及用量都有会影响分散体系的性能,性能变化规律还有待于进一步研究。4结论4.1单独使用大分子量阴离子表面活性剂所得的色浆颗粒均匀,分散稳定,荧光效果好。单独使用非离子表面活性剂也能得到稳定的分散体系,但体系的稳定性和牢度都较差,但吐温 T 系列表面活性剂分散所得的色浆荧光效果突出,但牢度稍差;平平加 O 系列与乳化剂 OP 系列泡沫较多。4.2二元复配后的表面活性剂 对色浆的性能影响很大,大分子量阴离子表面活性剂 NNO 与非离子表面活性剂复配后,颗粒均匀,稳定 性、牢度、荧光效果都有所提高;非-非复配后,乳化剂OP 与平平加 O 复配后有结块现象,稳定性变差。其它非-非复配后体系的稳定性、牢度和荧光效果变化不大。4.3三元复配后效果复杂,因此,选用三元复配时要特别小心。参考文献:1 傅献彩,陈瑞华.物理化学M.北京:高等教育出版社,1989,477-480.2 李宗石,徐明新.表面活性剂合成与工艺M.北京:中国轻工业出版社,1990,138-182.3 郑忠.表面活性剂的物理化学原理M.广东:华南理工大学出版社,1995,148-165.4赵国玺.表面活性剂物理化学M.北京:北京大学出版社,1991.5 钱国坻.表面活性剂的表面特性与颜料色浆的分散性研究J.印染助剂,1998,(5):7-14.(下转 64页)54河南职技师院学报2000 年互取得均衡。5为大工业生产提供极好的板型5.1立体裁剪是在感性基础上形成的造型技术,它之所以被人们看作是最严谨的造型方法,是因为它直接在三维空间中完成服装的结构设计,避免了从平面向立体转化过程中因计算或制图所造成的误差,它更适合于衣片的拓展,且打破常规的服装结构,将服装的“面”主观伸延,并和其它面交错联接,使“面”的转折变化微妙而异彩流动,在细密裥褶中强调的是“线”,衣褶的线所表达的是人体自然曲线,它与平面结构造型有质的差别,但没有明确的界线。5.2结构造型设计作为服装工程的重要组成,既是款式造型设计的延伸和发展,又是工艺设计的准备和基础。第一,结构造型所确定的立体形态的服装廓体造型和局部造型可分解成平面衣片,能揭示出服装细部的形状数量吻合关系,整体与局部的关系,修正造型设计图中的不可分解部分,改正一些费工、费料的不合理的结构关系,从而使服装造型臻于合理完美。第二,结构造型又为缝制、加工提供了成套规格齐全、结构合理的系列样板,为部件的吻合和各层材料的形态匹配提供了必要的参考,特别是在省道的设计、转移、连省成缝以及舒适量确定上是一种极好的造型手段。5.3立体裁剪不仅是高级时装店不可缺少的设计技术,也给大工业生产创造出极好的板型,它能准确地把握人体体型特征,全方位研究人体结构,在考虑服装的功能性、舒适性和面料质地等因素的基础上进行塑型,再借助立体裁剪的补正,修改成品或半成品服装,可取得理想板型来开发设计样衣,这样能确保服装比例协调,造型美观,功能性强,舒适性好。6结语立体裁剪技术其关键是在造型时有一定的立体空间意识,在服装造型空间上视服装为自我躯体对空间的占据,这种意识在服装设计中非常重要,它将成为 21 世纪服装的主要造型手法,在实际应用中会得到深拓和不断更新。参考文献:1 张文斌,王朝晖,张宏.服装立体裁剪M.上海:中国纺织出版社,1999,1.2 魏静.立体裁剪技术M.天津:南开大学出版社,1995,9.Development and Applicationof Space Cut TechniqueZHOU Ping et al.(HenanVocation-TechnicalTeachersCollege,Xinxiang Henan,453003,China)Abstract:Space cut technique was discussed indetails during dress designing and fashion show.Usingspacecut,designercanproduceinspiration,create characteristic form,designebeautiful and dignified clothing with good styleandthree-dimensionalsensebymeansofirregular fold and wave.Space cut will be mainlyclothing design method in next century.Key words:space cut,three-dimensional space,stereoscopic form(上接 54 页)On the Effect of Surfactants onProperties of FluorescentCoating PasteZHANG Yan,HOU Zheng-yu(Henan Vocation-Technical Teachers College,Xinxiang,Henan 453003,China)Abstract:It studied the effect of surfactants onthe properties of fluorescent coating paste.Theexperiments show that properties of dispersesystem isgoodinthe presence ofanionicsurfactants with high molecular weight and thehomogeneous disperse system can be obtainedwhen the nonionic surfactants were added,butthe grains have some accumulation phenomena;If anionic surfactants and nonionic surfactantswerecompounded,thedispersibilityandfastnessofthepasteareincreasing;Thepropertiesdontchangeobviouslywhennonionic-nonionic surfactants were compounded.Key words:compound,surfactant,fastness,critical micelle concentration64河南职技师院学报2000 年