體的結(jié)構(gòu)特點與性能，指出了應(yīng)加速我國化纖油劑用表面活性劑單體的優(yōu)化開發(fā)。 顯1廣泛用于等a合成（纖c維長此Wishing研究及管理作ightsreserved.生，高級工程師。長期從事化工、化纖等專業(yè)方面的技術(shù)1化學(xué)纖維對油劑的要求化學(xué)纖維對油劑性能要求較高，纖維上油后，有的需經(jīng)高溫拉伸和干燥，成品絲還要進(jìn)行后加工、加彈、織造等工序。因此，要求油劑應(yīng)有一定的耐熱性，受熱時不分解、少揮發(fā)，不使纖維著色；油劑還要有一定的油膜強(qiáng)度，有良好的平滑性。纖維生產(chǎn)及后加工過程中無毛絲、斷頭，盡量減少****、析出物，油劑還要能賦予纖維優(yōu)異的抗靜電性能等。
化纖油劑主要是由平滑劑、乳化劑和抗靜電劑組成。其中平滑劑主要是合成脂肪酸酯、聚醚和少量礦物油；乳化劑以聚氧乙烯醚類為主；而抗靜電劑主要是烷基磷酸酯和烷基醚磷酸酯。在配制油劑時，單靠一種表面活性劑很難適應(yīng)各方面的要求，因此將幾種不同類型和型號的表面活性劑復(fù)配在一起，相互取長補(bǔ)短發(fā)揮其協(xié)同效應(yīng)。
根據(jù)具體纖維的特性、紡絲工藝對油劑性能的要求，運(yùn)用專門技術(shù)才能制備出合格的油劑產(chǎn)品。
2抗靜電劑長期以來，合成纖維油劑抗靜電劑通常是以月桂醇為代表的直鏈醇生產(chǎn)磷酸酯（鹽）作為主要成分，所處理的纖維抗靜電性不充分，達(dá)不到滿意的結(jié)果。自20世紀(jì)90年代以來日本三洋化成公司和德國拜耳公司，以含有C20以上有支鏈的異構(gòu)烴基的磷酸單雙酯（鹽）作為抗靜電成分，收到了良好的結(jié)果。如以異構(gòu)C20~C36支鏈烴基醇其氧化烷撐的加成物為原料，所合成的磷酸酯（鹽）具有良好的抗靜電效果，高溫時效果尤其明絲的生產(chǎn)中，使用時不會發(fā)生卷纏羅拉等障礙，耐熱性好，具有良好的平滑性，并可避免白粉脫落等現(xiàn)象。
2.1磷酸酯磷酸酯耐熱性好，熱揮發(fā)性小，用它配制的油劑能加油膜強(qiáng)度，減少磨損，改善梳棉狀態(tài)，減少粘纏現(xiàn)象，但配用比例過大或單獨使用，則會使纖維平滑性過大，抱合性不足。目前，采用五氧化二磷與脂肪醇為原料生產(chǎn)磷酸酯方法所得到的產(chǎn)品主要是單、雙烷基磷酸酯的混合物。單烷基酯抗靜電性能優(yōu)于雙烷基酯，而雙烷基酯平滑性又優(yōu)于單烷基酯。有報道作為抗靜電劑在合成纖維油劑中單雙酯含量為1：1較為合適。
烷基磷酸酯的抗靜電效果與相對濕度有很大關(guān)系，相對濕度較低時（40%），其抗靜電效果較差。在相對濕度為4565%時，單烷基比雙烷基磷酸酯的抗靜電效果好。磷酸酯鹽的性能與中和劑的品種有一定關(guān)系，例如磷酸酯鈉鹽比磷酸酯鉀鹽使纖維的平滑性好，但抗靜電性卻差。
烷基磷酸酯和烷基醚磷酸酯陰離子抗靜電劑按烷基的長短可分為低碳醇磷酸酯和高碳醇磷酸酯兩類。低碳醇磷酸酯鹽抗靜電性好，平滑性差，纖維手感發(fā)澀，在高濕度時發(fā)粘，在低濕度時抗靜電性明顯下降；高碳醇磷酸酯鹽抗靜電性稍差，但平滑性好，纖維手感柔軟、滑爽。烷基醚（或聚醚）磷酸酯鹽的抗靜電性主要與烷基碳鏈長短有關(guān)，醚鏈結(jié)構(gòu)影響相對較小，對溫度、濕度的敏感程度降低，與聚醚類單體的相容性好，高碳醇醚磷酸酯鹽的抗靜電效果好于相應(yīng)的高碳醇磷酸酯鹽。烷基（醚）磷酸酯鹽的單雙酯比例對性能也有影響，單酯含量高，抗靜電性好，平滑性差；雙酯多，則平滑性好，抗靜電性下降。
低碳醇一般指Cn以下的醇，主要采用五氧化二磷磷酸化工藝，實際生產(chǎn)過程需要解決產(chǎn)物色澤、單雙酯比例控制、組成穩(wěn)定性等問題，可應(yīng)用于干法腈綸、細(xì)旦丙綸等油劑中。
高碳醇磷酸酯是種新型抗靜電劑。高碳醇一般具有C18以上的碳鏈，熔點較高。天津工業(yè)大學(xué)高新技術(shù)實業(yè)公司比較了不同結(jié)構(gòu)、單雙酯的高碳醇磷酸酯對滌綸、錦綸、丙綸的抗靜電效果。
采用加入第三單體、抗氧劑等手段，合成的單雙酯比例穩(wěn)定的高碳醇磷酸酯具有優(yōu)異的抗靜電性能。
烷基醚（或聚醚）磷酸酯烷基醚磷酸酯是短纖維油劑中常用的組分，隨環(huán)氧乙烷基團(tuán)數(shù)的加，其平滑性加，但對其抗靜電效果影響不明顯。
烷基醚（或聚醚）磷酸酯最大的特點是與聚醚的相容性好，可以兼有聚醚和磷酸酯的性質(zhì)，具有優(yōu)良的抗靜電性能和耐熱性，是近年來國際上磷酸酯研究的熱點之一。其技術(shù)核心是聚醚的結(jié)構(gòu)和磷酸酯單雙酯比例的控制。
2.2硫酸酯硫酸酯是短纖維油劑中常用的組分，其主要品種有烷基硫酸酯和烷基醚硫酸酯。制造硫酸酯所用原料主要是月桂醇和Cu~Cl4合成脂肪醇。
硫酸酯使纖維的平滑性好。纖維的平滑性與硫酸酯分子結(jié)構(gòu)中烷基鏈長短有關(guān)。烷基鏈長的，平滑性好，烷基鏈短的，平滑性稍差。硫酸酯烷基鏈中若無環(huán)氧乙烷基團(tuán)，則不顯示抗靜電特性，有環(huán)氧乙烷基團(tuán)，則表現(xiàn)出良好的抗靜電性，特別是對滌綸、丙綸的抗靜電效果很好。烷基醚硫酸酯的抗靜電效果與環(huán)氧乙烷加成摩爾數(shù)及纖維的種類有關(guān)。
3平滑劑3.1礦物油幾種。一般礦物油因含雜質(zhì)，帶有顏色，需要用發(fā)煙硫酸等處理，然后再用白土脫色，過濾后，即可得到無色的工業(yè)白油。油劑中，工業(yè)白油用量5%~50%絡(luò)筒油劑中甚至用到80%以上。但因其耐熱性差，高溫下易揮發(fā)，加之油膜強(qiáng)度較差，在高溫高速紡絲中，其使用受到限制。
3.2天然油脂天然油脂是由高級脂肪酸的三甘油酯所構(gòu)成。這類平滑劑可列舉出椰子油、大豆油、花生油、玉米油以及豬油等，由于其價格低，平滑性好，發(fā)煙少，油膜強(qiáng)度高，常與其它平滑劑配合用于POY油劑以外的各類化纖油劑中，但因其分子中含有雙鍵，氧化穩(wěn)定性差，易于結(jié)焦，以及上漿性差，用量一般控制在8%以內(nèi)。
3.3合成酯合成酯是紡絲拉伸一步法FDY、工業(yè)長絲等油劑的主要平滑劑，國內(nèi)品種較少。合成酯的原料來源廣，性能較天然礦物油優(yōu)越，揮發(fā)性小，抗氧性好。一般是由各種醇類與高級脂肪酸通過縮合酯化，酯交換等途徑制備。根據(jù)需要可制成不同用途的單酯、雙酯以及多酯等。
單酯平滑劑為一元酸與二元醇的酯類，一般粘度低。有些雖然能賦予纖維良好的平滑性，但只在一般條件下使用。另外單酯耐磨損性差、沸點低、熔點高、易氧化。雙酯平滑劑雙酯溶解性好，對添加劑相溶性好。此外，它對金屬無腐蝕，水解穩(wěn)定，而且無毒。最常用的雙酯型平滑劑是癸二醇二辛酯（DOS）。多元醇平滑劑是多元醇與一元酸的酯化物。其中新戊基多元醇酯，是一種優(yōu)良平滑劑。它是由新戊二醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇與一元酸的酯化物，具有良好的熱穩(wěn)定性和抗氧性。
1礦物油規(guī)格h有數(shù)但用，滑劑的（只一A元醇酯的碳鏈增士平滑性、耐熱性合成酯的粘度和熱穩(wěn)定性均是隨著相對分子質(zhì)量的大而大，相對分子質(zhì)量相同時，隨不飽和程度的加或支鏈度加而減小和變差。為獲得具有一定的相對分子質(zhì)量，且室溫下為液態(tài)流體的合成酯，一般采用多元酸與一元醇反應(yīng)，或多元醇與一元酸反應(yīng)，或在分子中引入不飽和基團(tuán)以及選用具有支鏈結(jié)構(gòu)的酸或醇等。合成酯以其優(yōu)良的平滑性，較高的油膜強(qiáng)度被大量地應(yīng)用于各種化纖油劑中，尤其是對平滑性能要求較高的油劑品種，如高強(qiáng)工業(yè)絲油劑、簾子線油劑以及FDY油劑等。
提高，但凝固點上升，反應(yīng)難度加；不飽和酯凝固點低，但受熱容易結(jié)焦，產(chǎn)物顏色深；支鏈和不飽和鍵的引入，可以降低脂肪酸酯的凝固點；不含芳環(huán)的多元醇酯凝固點低，耐熱性好，但價格較高。
天津工業(yè)大學(xué)采用專用催化劑和后處理技術(shù)合成單酯、雙酯、多元醇酯等20多種高溫酯類和低溫酯類平滑劑，如油酸月桂醇酯、三羥基丙烷異辛醇酯、月桂酸PEG酯等。廣泛地應(yīng)用于滌綸FDY、工業(yè)絲、遠(yuǎn)紅外丙綸等長絲油劑中。
合成酯在使用中，應(yīng)注意耐熱性及其與漿料的親和性。纖維在后加工上漿過程中，合成酯對漿料有著類似“塑劑”的作用，易使?jié){皮膜軟化松動，失去對纖維的保護(hù)作用，造成脫漿。過去采用的方法是配入一定量的礦物油來防止脫漿。近年來，有資料報道，使用季戊四醇雙肉豆蔻酸酯，季戊四醇雙油酸酯，季戊四醇三癸酸酯等合成酯，可有效防止脫漿。
4聚醚類乳化劑聚醚類表面活性劑是化纖油劑配方中最常用的乳化劑。聚醚屬非離子表面活性劑范疇，是化纖油劑和紡織助劑的重要組成部分。按聚合方式不同，聚醚分規(guī)則型聚醚和不規(guī)則型聚醚。
聚醚型表面活性劑單體的特點是耐熱性好，使纖維的平滑性亦好，不發(fā)煙、不凝聚。高相對分子質(zhì)量聚醚耐熱性更好，油劑中加10 %即可明顯提高油劑耐熱效果。
歐美國家采用高速紡絲高速假捻時，使用高相對分子質(zhì)量（2000~3000）聚醚，因為它耐熱性好。日本竹本公司以聚丙二醇（相對分子質(zhì)量為1000~2000）制得的聚醚，其對纖維的平滑性、集束性相當(dāng)于油酸月桂醇酯。高速紡、超高速紡油劑用聚醚，要在3500~6200m/min的速度下使油劑快速、均勻地鋪展在油劑表面，且在200C以上的高溫下，要求油劑揮發(fā)小，結(jié)焦少；一些功能性纖維如高速紡遠(yuǎn)紅外纖維還要求油劑具有優(yōu)良的平滑性和較高的油膜強(qiáng)度。
要想滿足上述性能的要求，就需要根據(jù)不同聚醚的相對分子質(zhì)量大小，設(shè)計油劑的配方，考慮聚醚與油劑的其它組分配合性好不好，能否使原油乳化的好，原油能否透明，穩(wěn)定，乳液能否穩(wěn)定。
還要充分考慮油劑的應(yīng)用實驗，在化學(xué)纖維的實際生產(chǎn)中進(jìn)行上油試驗，考察纖維上油劑的均勻性，可紡性情況，纖維染色均勻性，纖維的一等品率等，考察聚醚對油劑的平滑性、耐熱性，抱合性，抗靜電性等的綜合影響。
總的來說較高相對分子質(zhì)量聚醚可以滿足潤濕要求，殘留鉀離子少，減少了結(jié)焦，調(diào)節(jié)平滑、提高耐磨和集束性。
5油劑用表面活性劑的發(fā)展趨勢目前化纖行業(yè)正朝著高速、高效、大容量、短流程、差別化、功能化的方向飛速發(fā)展，隨著新工藝、新設(shè)備的使用，對化纖油劑提出了更高的要求，如更優(yōu)良的平滑性、潤濕性、耐熱性、防結(jié)焦等。只有不斷地開發(fā)具有優(yōu)異性能的、適應(yīng)化纖生產(chǎn)新工藝、新要求的油劑單體系統(tǒng)地對化纖油劑單體進(jìn)行研制與開發(fā)，才能促進(jìn)化纖生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，這樣化纖油劑才能產(chǎn)生質(zhì)的變化。
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