Amino-silikoonemulsioon
Aminosilikoonemulsiooni on tekstiilitööstuses laialdaselt kasutatud. Tekstiilitööstuses kasutatav silikoonviimistlusvahend on peamiselt aminosilikoonemulsioon, näiteks dimetüülsilikoonemulsioon, vesiniksilikoonemulsioon, hüdroksüülsilikoonemulsioon jne.
Seega, millised on üldiselt amino silikooni valikud erinevate kangaste jaoks? Või millist amino silikooni peaksime kasutama erinevate kiudude ja kangaste sorteerimiseks, et saavutada häid tulemusi?
● Puhast puuvillast ja segatud toodetest, peamiselt pehme puudutusega, saab valida amino silikooni ammoniaagiväärtusega 0,6;
● Puhas polüesterkangas, mille peamine omadus on sile käetunne, saab valida amino-silikooni ammoniaagiväärtusega 0,3;
● Ehtne siidkangas on peamiselt sile ja vajab kõrgläikelist materjali. Amino-silikoon ammoniaagiväärtusega 0,3 valitakse peamiselt läike suurendamiseks mõeldud silumisaineks;
● Vill ja selle segatud kangad vajavad pehmet, siledat, elastset ja terviklikku käetunnetust, minimaalse värvimuutusega. Elastsuse ja läike suurendamiseks saab segude ja segude silumisainete jaoks valida amino-silikooni ammoniaagiväärtusega 0,6 ja 0,3;
● Kašmiir-kampsunid ja -kangad on üldiselt mugavamad kui villakangad ning valida saab suure kontsentratsiooniga komposiittooteid;
● Nailonist sokid, mille peamine omadus on sile puudutus, valivad kõrge elastsusega amino silikoonist;
● Akrüültekid, akrüülkiud ja nende segatud kangad on peamiselt pehmed ja vajavad suurt elastsust. Elastsusnõuete täitmiseks saab valida amino-silikoonõli ammoniaagiväärtusega 0,6;
● Kanepikangad, peamiselt siledad, valivad peamiselt amino-silikooni ammoniaagiväärtusega 0,3;
● Kunstlik siid ja puuvill on peamiselt pehmed puudutusega ning valida tuleks amino-silikoon ammoniaagiväärtusega 0,6;
● Polüesterist redutseeritud kangas, peamiselt selle hüdrofiilsuse parandamiseks, saab valida polüeetriga modifitseeritud silikooni ja hüdrofiilse amino-silikooni jne.
1. Aminosilikooni omadused
Aminosilikoonil on neli olulist parameetrit: ammoniaagi väärtus, viskoossus, reaktsioonivõime ja osakeste suurus. Need neli parameetrit peegeldavad põhimõtteliselt aminosilikooni kvaliteeti ja mõjutavad oluliselt töödeldud kanga stiili, näiteks käetunnetust, valgesust, värvi ja silikooni emulgeerimise lihtsust.
① Ammoniaagi väärtus
Aminosilikoon annab kangastele mitmesuguseid omadusi, nagu pehmus, siledus ja täidlus, peamiselt tänu polümeeris olevatele aminorühmadele. Aminorühmade sisaldust saab väljendada ammoniaagiarvuga, mis viitab milliliitritele vesinikkloriidhappele, mille ekvivalentne kontsentratsioon on vajalik 1 g aminosilikooni neutraliseerimiseks. Seega on ammoniaagiarv otseselt proportsionaalne silikoonõli aminorühmade moolprotsendiga. Mida suurem on aminorühmade sisaldus, seda kõrgem on ammoniaagiarv ning seda pehmem ja siledam on valmis kanga tekstuur. See tuleneb asjaolust, et aminorühmade sisalduse suurenemine suurendab oluliselt nende afiinsust kanga suhtes, moodustades korrapärasema molekulaarse paigutuse ja andes kangale pehme ja sileda tekstuuri.
Aminorühma aktiivne vesinik on aga altid oksüdeeruma, moodustades kromofoore, mis põhjustab kanga kollasust või kerget kollasust. Sama aminorühma puhul on ilmne, et aminorühma sisalduse (või ammoniaagi väärtuse) suurenedes suureneb oksüdeerumise tõenäosus ja kollasus süveneb. Ammoniaagi väärtuse suurenemisega suureneb amino-silikooni molekuli polaarsus, mis loob soodsa eelduse amino-silikoonõli emulgeerimiseks ja mikroemulsiooni valmistamiseks. Emulgaatori valik ning osakeste suuruse ja jaotus emulsioonis on samuti seotud ammoniaagi väärtusega.
① Viskoossus
Viskoossus on seotud polümeeride molekulmassi ja molekulmassi jaotusega. Üldiselt, mida suurem on viskoossus, seda suurem on amino silikoonmolekuli kaal, seda parem on kanga pinnale kile moodustamise omadus, seda pehmem on tunne ja seda siledam on siledus, kuid seda halvem on läbilaskvus. Eriti tihedalt keerutatud kangaste ja peene denjee kangaste puhul on amino silikoonil raske kiudude sisse tungida, mis mõjutab kanga jõudlust. Liiga kõrge viskoossus halvendab ka emulsiooni stabiilsust või raskendab mikroemulsiooni valmistamist. Üldiselt ei saa toote jõudlust reguleerida ainult viskoossuse abil, vaid seda tasakaalustavad sageli ammoniaagi väärtus ja viskoossus. Tavaliselt vajavad madalad ammoniaagi väärtused kanga pehmuse tasakaalustamiseks kõrget viskoossust.
Seega on sileda käetunde saavutamiseks vaja kõrge viskoossusega amino-modifitseeritud silikooni. Pehme töötlemise ja küpsetamise ajal aga ristseotakse osa amino-silikoone, moodustades kile, suurendades seeläbi molekulmassi. Seega erineb amino-silikooni algmolekulaarmass amino-silikooni molekulmassist, mis lõpuks moodustab kangale kile. Selle tulemusena võib lõpptoote siledus oluliselt erineda, kui sama amino-silikooni töödeldakse erinevates protsessitingimustes. Teisest küljest saab madala viskoossusega amino-silikoon parandada ka kangaste tekstuuri, lisades ristseoseid või reguleerides küpsetustemperatuuri. Madala viskoossusega amino-silikoon suurendab läbilaskvust ning ristseoseid ja protsessi optimeerimise abil saab ühendada kõrge ja madala viskoossusega amino-silikooni eeliseid. Tüüpilise amino-silikooni viskoossusvahemik on 150–5000 sentipoisi.
Siiski väärib märkimist, et amino-silikooni molekulmassi jaotus võib toote toimivust oluliselt mõjutada. Madala molekulmassiga molekulmass tungib kiudu, samas kui suure molekulmassiga molekulmass jaotub kiu välispinnale, nii et amino-silikoon ümbritseb kiu sise- ja välispinda, andes kangale pehme ja sileda tunde. Probleemiks võib aga olla see, et mikroemulsiooni stabiilsust mõjutab liiga suur molekulmassi erinevus.
① Reaktsioonivõime
Reaktiivne aminosilikoon võib viimistluse ajal tekitada iseseisev ristseostumine ning ristseostumise astme suurendamine suurendab kanga siledust, pehmust ja täidlust, eriti elastsuse paranemise osas. Loomulikult võib ristseostuvate ainete kasutamisel või küpsetustingimuste parandamisel ka üldine aminosilikoon suurendada ristseostumise astet ja seega parandada tagasilööki. Hüdroksüül- või metüülaminorühmaga aminosilikoonil on suurem ammoniaagi väärtus, seda parem on selle ristseostumise aste ja elastsus.
②Mikroemulsiooni osakeste suurus ja emulsiooni elektrilaeng
Aminosilikoonemulsiooni osakeste suurus on väike, üldiselt alla 0,15 μ, seega on emulsioon termodünaamiliselt stabiilses dispersiooniolekus. Selle säilivus-, kuumus- ja nihkekindlus on suurepärased ning see üldiselt ei lõhu emulsiooni. Samal ajal suurendab väike osakeste suurus osakeste pindala, parandades oluliselt aminosilikooni ja kanga vahelise kokkupuute tõenäosust. Pinna adsorptsioonivõime suureneb, ühtlus paraneb ja läbilaskvus paraneb. Seetõttu on lihtne moodustada pidev kile, mis parandab kanga pehmust, siledust ja täidlust, eriti peene denjee kangaste puhul. Kui aminosilikooni osakeste suurusjaotus on ebaühtlane, mõjutab see oluliselt emulsiooni stabiilsust.
Aminosilikoonmikroemulsiooni laeng sõltub emulgaatorist. Üldiselt on anioonsetel kiududel katioonset aminosilikooni lihtne adsorbeerida, parandades seeläbi töötlemisefekti. Anioonse emulsiooni adsorptsioon ei ole lihtne ning mitteioonse emulsiooni adsorptsioonivõime ja ühtlus on paremad kui anioonsel emulsioonil. Kui kiu negatiivne laeng on väike, väheneb oluliselt mõju mikroemulsiooni erinevatele laenguomadustele. Seetõttu neelavad keemilised kiud, näiteks polüester, mitmesuguseid erineva laenguga mikroemulsioone ja nende ühtlus on parem kui puuvillakiul.
1. Aminosilikooni ja selle erinevate omaduste mõju kangaste käetundele
① Pehmus
Kuigi amino-silikooni omadusi parandavad oluliselt amino-funktsionaalrühmade seondumine kangaga ja silikooni korrapärane paigutus, mis annab kangale pehme ja sileda tunde, sõltub tegelik viimistlusefekt suuresti amino-funktsionaalrühmade olemusest, kogusest ja jaotusest amino-silikoonis. Samal ajal mõjutavad pehmet tunnet ka emulsiooni valem ja emulsiooni keskmine osakeste suurus. Kui ülaltoodud mõjutavad tegurid saavutavad ideaalse tasakaalu, saavutab pehme kanga viimistlus oma optimaalse taseme, mida nimetatakse "superpehmeks". Üldiste amino-silikoonpehmendajate ammoniaagisisaldus on enamasti vahemikus 0,3–0,6. Mida kõrgem on ammoniaagisisaldus, seda ühtlasemalt on amino-funktsionaalrühmad silikoonis jaotunud ja seda pehmem on kanga tundlikkus. Kui ammoniaagisisaldus on aga suurem kui 0,6, siis kanga pehmustunne oluliselt ei suurene. Lisaks, mida väiksem on emulsiooni osakeste suurus, seda soodsam on emulsiooni nakkumine ja pehme tunne.
② Sujuv käetunnetus
Kuna silikoonühendi pindpinevus on väga väike, on amino-silikoonmikroemulsiooni kiu pinnale väga lihtne laiali määrida, mis annab hea sileda tunde. Üldiselt, mida väiksem on amino-silikooni ammoniaagi väärtus ja mida suurem on molekulmass, seda parem on siledus. Lisaks võib amino-terminaalne silikoon moodustada väga kindla suuna, kuna kõik ahela lülide räni aatomid on ühendatud metüülrühmaga, mille tulemuseks on suurepärane sile tunne.
