濁點:不同引發劑的聚醚濁點大小有以下順序:丁醇>月桂醇聚醚,月桂醇>月桂酸聚醚。當引發劑的鏈長增加時,分子中的疏水基比例增大,分子同水之間的氫鍵結合力變弱,因而在相對分子質量相同的聚醚中,長碳鏈聚醚的濁點低于短碳鏈聚醚;而酯醚由于分子中的酯鍵形成氫鍵的能力比醇醚分子中的醚鍵小,因而與水的親和性較差,當溫度升高時較易發生脫水析出;同時,由于以酸為引發劑的聚醚在合成過程中會形成少量的雙酯,即:R-C=O-O(EO)n(PO)m-O-O=C-R,造成聚醚的水溶性下降,因此這類聚醚的濁點較低。而月桂酸聚醚又具有較長的烷基鏈,因而濁點更低,在常溫下已不能很好的溶于水中,呈白色渾濁狀。表面張力:不同引發劑的聚醚表面張力有以下關系:丁醇>月桂醇聚醚,月桂醇>月桂酸。由于丁醇聚醚的引發劑較小,即疏水性差,在溶液表面的定向吸附能力較弱,因而其表面張力大于同相對分子質量、同EO/PO比的長碳鏈聚醚;酯醚由于分子中氫鍵形成能力較弱的酯鍵和雙酯的存在,使分子疏水基與水分子之間的排斥力較大,因而更易于在水表面形成定向吸附,表面張力較低[6]。
潤濕力:在相同的EO/PO比、相對分子質量下,丁醇聚醚由于引發劑小,分子的疏水性弱,對被潤濕的織物親和力小于月桂醇、月桂酸聚醚,而且表面張力較大,造成其潤濕時間遠遠大于月桂醇和月桂酸的聚醚,潤濕性最差。
乳化力:在相同的EO/PO比、相對分子質量下,不同引發劑的聚醚乳化力:月桂酸>月桂醇聚醚,月桂醇>丁醇聚醚。丁醇聚醚的疏水基較短,與疏水性的白油的親和力較差,而且表面張力較大,因而乳化力較長鏈的聚醚有較大的差距;酯醚由于分子中雙酯的存在,因而對疏水的白油有更好的親和力,而且表面張力最低,可有效地降低油水界面的表面張力,因而月桂酸聚醚較之月桂醇聚醚乳化力更好。
2.2不同紡絲工藝用聚醚的選擇
2.2.1 POY,HOY油劑
POY、HOY紡絲工藝中紡絲速度快(POY:滌綸3 000~3 600 m/min,HOY 5 500~6 000 m/min,[8]),但絲路中無導絲輥,紡絲過程中摩擦阻力較小,對平滑性要求中等;由于兩者紡絲速度較高,纖維在拉伸瞬間表面積急劇增大,因而要求油劑的潤濕速度較快,拉伸時,能在極短的時間鋪展到纖維增加的表面上[1],使纖維表面形成均勻的油劑薄膜,否則會使上油不均的纖維產生拉伸不勻,造成染色色差等問題。
無規聚醚中的
鏈段具有良好的平滑性,因而可通過調整POY,HOY油劑中作為主平滑劑的聚醚分子中的EO/PO比及聚醚的相對分子質量,來調整整個油劑的平滑性,以滿足POY,HOY紡絲工藝對油劑平滑性的要求。
在POY,HOY油劑中,平滑劑既可選用長碳鏈聚醚,也可選用短碳鏈聚醚。以長碳鏈為引發劑的聚醚由于具有類似于礦物油的長烷基鏈,相對短碳鏈聚醚具有更好的平滑性;而后者由于潤濕性過差,必須加入專門的潤濕劑,如帶支鏈的表面活性劑;前者則可同時滿足油劑的平滑性要求,又可使油劑具有良好的潤濕性。
長碳鏈酯醚由于結構中存在酯鍵,而且在合成中會形成少量平滑性很好的雙酯,相對長碳鏈醇醚具有更好的平滑性,且潤濕性好,乳化力比長碳鏈醇醚具有更大的優越性,是POY,HOY油劑中應用性能較好的單體;但由于其濁點較低,使油劑在今后的使用中受到使用溫度的限制。若在這類油劑中加入適量的潤滑酯類,在不影響油劑穩定性的前提下,則既可提高油劑的平滑性,又可使油劑的濁點得到提高[6];如果油劑中的陰離子型抗靜電劑含量較大,也會使油劑的濁點提高[7]。
2.2.2 FDY,UDY油劑
FDY紡速較高(4 200~5 000 m/min)[8],因而導絲輥與纖維之間的摩擦阻力較大,因此對油劑的平滑性有極高的要求;而UDY油劑(紡絲速度1 000~1 500 m/min)在后加工中必須經受高倍拉伸。在這兩種紡絲工藝下,聚醚已無法滿足油劑的平滑性要求,必須選用平滑性更好的礦物油類及潤滑酯類,其配比一般在40%~60%;這樣油劑中需要被乳化的分散相比例很大,就要求油劑有較好的乳化能力,否則油劑會出現乳化不均,纖維局部平滑不夠,造成可紡性下降,甚至出現毛絲或斷頭。所以這類油劑對乳化劑的選擇有很高的要求;同時又由于這兩種油劑都有一定的耐熱要求(FDY 120~150℃,UDY 160~190℃)[8],所選乳化劑必須耐熱,無冒煙、結焦現象。冒煙會使生產環境惡化,有害身體健康,結焦則會降低導絲輥的光潔度,增大摩擦系數,出現毛絲、斷頭等。聚醚本身耐熱好,無結焦,是這類油劑中較好的單體,且通過對聚醚分子中EO,PO比的調整可獲得具有不同HLB值的聚醚,可使油劑獲得較好的乳化效果。由前所述,長碳鏈聚醚的乳化力遠遠大于短碳鏈聚醚,而且其優異的潤濕性可保證油劑在高倍拉伸下的鋪展速度,因此這類油劑中的乳化劑多選用長碳鏈聚醚。長碳鏈的酯醚在相同的EO/PO比和相對分子質量下具有更好的乳化力,且酯醚結構中的酯鍵與潤滑酯中的酯鍵具有相似相容性,乳化力更強,酯醚在合成過程中形成的少量雙酯還可補充油劑的平滑性,是這類油劑中應用性能較好的單體。
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