柔软剂发展概述

王莉莉，刘光伟，张玉林（广东德美精细化工股份有限公司，广东 佛山528322）

随着社会发展，人们对织物手感要求的不断提高，在纺织行业的染整加工中， 柔软处理已成为提高产品质量和附加价值的重要工序。 对于天然纤维、棉型或中长化纤混纺织物、腈纶维纶纤维混纺织物，还有最近不断开发的超细纤维，经多次处理后手感都会变得粗糙，为了使其滑爽、柔软，除了采用橡毯机械处理外，往往还用柔软剂进行整理。 本文介绍了织物柔软剂的作用机理及分类，并对柔软剂的未来发展方向进行了探讨。

一、柔软整理的机理

作为一种表面活性剂， 每个柔软剂分子都含有疏水基和亲水基。 疏水烷基链一般由16～18 个碳原子构成，直链越多柔软性越好，亲水基按离子性分为阴离子、阳离子、非离子和两性四种。柔软剂和纤维间的作用机理可归纳如下：

1、界面吸附

织物整理液中加入柔软剂后， 柔软剂会在织物表面发生定向吸附，疏水基向外整齐排列，C-C 单键的自由旋转使得整齐的疏水烷基链之间能够互相滑动， 降低界面张力的同时减少了纤维的摩擦系数，使纤维之间或纤维与人体间的摩擦阻力减小，从而获得蓬松、柔软的手感。

2、化学结合

当柔软剂分子中含有能和纤维分子中羟基反应的基团时，如羟甲基、环氧基、氨基、甲氧基等，柔软剂和纤维分子间发生共价键合，提高织物表面柔软性的同时也大大提高了耐洗性。

3、物理堆积

有些柔软剂分子对纤维缺乏吸附和化学结合的性能， 但能在纤维表面靠物理作用堆积成一层透气的连续性树脂薄膜，降低界面张力的作用虽较小，但有减少纤维摩擦系数的作用，如一些非表面活性物质和聚乙烯乳液、硬脂酸和石蜡的乳液等。

二、柔软剂的分类

柔软剂一般为混合物，目前使用的柔软剂大致分为四类：非表面活性剂类、表面活性剂类、反应型及高分子聚合物乳液型。

1、非表面活性剂类

早期，人们以天然油脂、石蜡、矿物油为原料，在乳化剂的作用下配制成乳液，用作纺织油剂和柔软整理剂；后来，利用脂肪酸和胺类中和成稳定的胺盐， 这种具有肥皂性质的金属盐有良好的乳化性，能够增进织物手感柔软。 如三乙醇胺油酸皂用于毛纺织物的缩绒工艺，可制得手感柔软、光泽度好的毛织物。

目前，该类柔软剂使用最多的就是有机硅化合物。 硅油本身并不能做柔软剂，还会在织物上产生油点或油斑，但在乳化剂作用下制成硅油乳液后就表现出很好的柔软作用了。 其作用机理是有机硅树脂的甲基定向排列和Si-O 键的自由旋转，从而使界面张力降低。 有机硅化合物共经历了三个阶段，分别为硅油乳液阶段、有机硅羟乳阶段以及在硅油结构基础上导入氨基、羧基、聚醚基、环氧基等的改性有机硅阶段，被整理织物具有很好的柔软性、回弹性和悬垂性。 但价格相对较高，吸湿性不太理想，其乳状液形态又无形增加了运输费用。

2、表面活性剂类

目前市面上大部分柔软剂都属于此类， 表面活性剂类柔软剂按离子性可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型柔软剂四大类。 阴离子和非离子型柔软剂主要用于纤维素纤维，阳离子型柔软剂既适用于纤维素纤维，也适用于合成纤维，是应用较广的一类。

2.1 阴离子型柔软剂

阴离子型柔软剂应用较早，如蓖麻油硫酸化物、脂肪酸硫酸化物、磺化琥珀酸酯等。 因离子性相克理论，带负电荷的纤维表面不易吸附阴离子型柔软剂，但使用过程中易清洗除去，所以有些品种适于作纺织油剂中的柔软组分。 丁军委等学者[1]曾用浓硫酸磺化蓖麻油酸，先制得磺化蓖麻油酸，再进行洗涤加碱中和得到蓖麻油磺酸钠，其溶解性好，能使织物产生柔软平滑效果，还可与肥皂合用。

2.2 阳离子型柔软剂

阳离子型柔软剂与纤维的结合能力强，耐洗涤，所整理织物手感滑爽丰满，具有一定的抗静电性，能改进织物的耐磨蚀度和扯裂强度，缺点是易泛黄，对荧光增白剂有抑制作用，不能和阴离子型表面活性剂复配使用，并对皮肤有一定刺激。 阳离子型柔软剂主要有叔胺盐和季铵盐两大类。

2.2.1 叔胺盐类

叔胺盐又称假阳离子盐，它的离子性随介质PH 值的不同而不同，在酸性介质中呈弱阳离子性，在中性和碱性介质中呈非离子性。 因此叔胺盐与纤维的结合力相对较差，洗涤过程中容易脱落。 但在织物后整理中，叔胺盐类柔软剂可与阴离子整理剂复配使用。

2.2.2 季铵盐类

季铵盐在任何介质中都呈阳离子性。 勿需高温热处理，施加较低量就可以获得理想手感， 并能有效改善织物的耐磨性能和撕破强力。 纵观季铵盐发展史，首先是疏水链由单长碳烷基进展到双长碳烷基， 织物柔软性得到提高且在一定程度上改善了黄变现象；接着由脂肪酰胺代替脂肪基，进一步提高了柔软剂的耐热性；烷氧基的引入，使柔软剂在水中稳定分散性得到改善；以脂肪酸和多乙烯多胺环化成咪唑啉季铵盐，应用于织物后，增强了抗静电性和再润湿性； 近几年新开发的双长链酯基季胺盐由于其易生物降解性被美誉为绿色柔软剂， 如硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐目前备受青睐，它是一种单、双、三酯的混合物，其中双酯季铵盐的柔软效果最好， 三酯则因空间位阻太大会影响产品水溶性。 姜贞贞[2]等学者合成的2，3-二（硬脂酰氧基）-丙基三甲基胺季铵盐， 既环保又弥补了硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐中三酯的弊端。

2.3 非离子型柔软剂

非离子型柔软剂主要应用于纤维素纤维的后整理， 对合成纤维几乎没有作用。 虽然它们对纤维的吸附性较差，耐久性低，但与阴离子型或阳离子型柔软剂相容性好， 适合与其他整理剂复配使用。目前以季戊四醇类和失水山梨醇类应用较多。李杰等[3]报道了季戊四醇四脂肪酸酯的合成和应用，得出不同原料和催化剂对产品性能的影响，由于季碳原子的特殊结构，使得β 位上没有氢原子与羟基氧形成六原子的共振结构环， 酯结构很难被破坏，所以季戊四醇脂肪酸酯表现出很好的热稳定性，可应用于多种助剂领域；胡松霞[4]探讨了十种催化剂对失水山梨醇单油酸酯合成的影响，并对山梨醇的醚化、与油酸的酯化工艺进行了研究，得出失水山梨醇单油酸酯合成的最佳工艺条件。

2.4 两性型柔软剂

两性型柔软剂一般是烷基胺内酯型结构， 它弥补了阳离子型柔软剂的缺点，不泛黄、也不会抑制荧光增白剂等，对环境介质没有要求，故常和阳离子型柔软剂复配使用，但价格较贵。 常见的有氨基酸型、咪唑啉型和甜菜碱型。 徐亮[5]等介绍了氨基酸型两性表面活性剂的多种合成方法，工艺条件成熟，产品温和低毒、易生物降解，可广泛应用于助剂和皮革行业中。

3、反应型柔软剂

反应型柔软剂是指在分子中含有能与纤维素纤维上羟基直接共价结合成酯键或醚键的柔软剂，也称为活性柔软剂，耐洗耐磨性好。 使用过程中需经一定条件的高温烘焙处理以促进柔软剂与纤维之间的化学反应。 性质比较活泼，尽量随配随用。 反应型柔软剂可归纳为以下几类：

3.1 酸酐类衍生物

由两分子脂肪酸脱水生成的酸酐化合物， 和纤维上羟基反应生成酯键结合。

3.2 烯酮类衍生物

2.1 3组麻醉苏醒时间比较 A组、B组、C组麻醉苏醒的平均时间分别为(7.60±2.51)min、(7.75±2.50)min及(8.98±2.53)min。A、B两组的麻醉苏醒时间明显短于C组(F=3.6300，P=0.029 5；tAB=-0.3775,PAB>0.05；tAC=3.4726,PAC<0.05；tBC=3.0951，PBC<0.05)。

一分子的脂肪酸本身脱水生成的烯酮化合物， 和纤维上羟基反应生成酯键结合，处理后织物具有耐久的柔软和防水效果。

3.3 乙烯亚胺类衍生物

用此类化合物整理的织物柔软效果及耐久性好， 广泛应用于棉、麻、锦纶、羊毛、粘胶、丝绸及合成纤维等，可单独使用或与树脂整理剂合用，是柔软剂中很重要的品种，但由于乙烯亚胺类化合物有一定的致癌性，其使用受到限制。

3.4 吡啶季铵盐类衍生物

典型的吡啶季铵盐类柔软剂兼防水剂是硬脂酰胺亚甲基吡啶氯化物，其化学结构式如下：

分子中的活性基团能与纤维素分子上羟基或蛋白质上氨基发生化学键和，牢固固定在纤维分子上，具有持久防水性和柔软性。

4、高分子聚合物乳液型

聚乙烯树脂乳液也称PE 乳液，是一种与树脂整理剂配套使用的柔软剂，可广泛应用于各种棉、麻、纤维织物上，显著的柔软效果使其在国外备受青睐。 若将聚乙烯先氧化处理，在原分子结构上引入羧基，则能增加亲水性及平滑效果。 氧化聚乙烯可根据需要使用不同类型乳化剂进行乳化， 阴离子型乳化容易但稳定性不够好，阳离子型平滑效果好但耐热性差，非离子型乳化相对较难但产品稳定性好且黄变低，可根据具体需要适当选择。

4.2 聚酯系

聚酯树脂一般由羧酸和二元醇酯化聚合而得，是聚酯-聚醚型嵌段共聚物。 不同羧酸和二元醇形成聚酯的性能也不同，可根据使用时的具体要求选取合适的羧酸。 在高温下聚酯可与聚酯纤维形成共晶，经处理过的聚酯纤维耐污、抗静电、具有很好的柔软性、回弹性、悬垂性和耐洗性。

4.3 聚氨酯

聚氨酯一般是预聚合型的水溶性树脂， 以封端剂封闭的异氰酸基在加热时会释放出来，在纤维和纱线表面再生而树脂化，形成薄膜，从而减少界面张力。 和氨基变性有机硅并用时，可获得超柔软又富有网弹性的手感。

三、柔软剂的发展方向

为了人类和地球的和谐发展，开发健康、环保、耐久性、多效性的新型柔软整理剂已成为当务之急。

1、开发环保型柔软剂

《环境保护法》和ISO14000 的颁发和实施，环保问题的日益突出，迫使柔软剂必须向着绿色化学的方向延伸。 首先要使用绿色原料，尽量采用无毒无害的可再生资源，如柔软剂生产中常用的原料羟乙基乙二胺（AEEA），由于其对生殖系统和婴儿有副作用，近来已被禁用，急需寻找一种环保型原料予以替代；在合成过程中，使用高效催化剂代替高热能的损耗，在技术可行的情况下反应条件要尽量温和；产品应易生物降解，对人体无伤害。 近年来新开发的硬脂酸三乙醇胺酯季铵盐、 咪唑啉型季铵盐及卵磷脂型季铵盐，都是新一代环保型柔软剂的代表。

2、开发复配技术

根据协同作用原理， 将两种或两种以上的织物整理剂进行复配，获得比单组分性能更优异的新型整理剂，这也是新型柔软剂开发的方向之一。 如弱阳离子柔软剂和阴离子粘合剂的复配、非离子和阳离子、阴离子整理剂的复配，按照客户需要配制性能更优、功能更多的新型整理剂。 目前市面上已有部分柔软吸水、柔软滑爽、柔软回弹、超柔软多功能整理剂的销售。

3、开发耐久型柔软剂

在健康环保的基础上， 提高织物的耐洗性和柔软持久性也成为当今纺织助剂行业间竞争的方向。 根据柔软机理，可从柔软剂分子结构上进行调整，如改变聚酯、聚醚的比例；在原柔软剂结构基础上引入另一种柔软剂的功能基团等， 从而获得高耐洗性的新型柔软剂。

4、开发双子表面活性剂

两个传统的表面活性剂分子通过特殊的连接基团， 以化学键方式连接成一种新型表面活性剂，即双子表面活性剂[6]。 此方法可直观化为化学键和型的复配技术。 双子表面活性剂具有较高的表面活性、良好的协同效应、较好的生物相容性。 将柔软剂分子和其他表面活性剂分子键连成双子表面活性剂， 则可在提高柔软效果的同时赋予织物其他特性。

5、微乳化技术

目前微乳化技术在有机硅柔软剂中应用较多。 乳化后的柔软剂在应用时自身不会发生交联， 且有利于向纤维内的渗入和包裹，整理后的织物稳定性高，白度好，柔软效果明显提高。 以此理论为基础，将微乳化技术进行推广，触类旁通以得到高性能的柔软剂。

[1] 丁军委,周海棠,巩慧慧等.蓖麻油磺酸钠的制备[J].辽宁化工,2010,39(10)∶1014-1016.

[2]姜贞贞,李秋小,耿涛.双酯柔软剂2，3-二（硬脂酰氧基）-丙基三甲基胺季铵盐的合成[J].精细化工,2010,27(1)∶80-88.

[3]李杰,白向革.季戊四醇四脂肪酸酯的合成工艺及应用研究[J].塑料助剂,2003,5∶21-24.

[4] 胡松霞. 失水山梨醇单油酸酯的合成及其乳化力的研究[硕士学位论文],南京,南京理工大学,2004.

[5]徐亮,郭义,杨建洲.氨基酸型两性表面活性剂的合成及其在皮革工业中的应用[J].皮化材料,2006(4)∶33-36.

[6]耿向飞,胡星琪,罗丽娟.新型季铵盐双子表面活性剂12-PZ-12 的合成及性能研究[J].应用化工,2011,40(10)∶1771-1778.