滌綸紡絲油劑的發(fā)展

沈亞芬，朱建成，陳小琴，宋云飛，朱通彧 (桐鄉(xiāng)市恒隆化工有限公司，浙江 桐鄉(xiāng) 314513)

0 引言

腈綸、滌綸等進(jìn)行紡絲過程中，為了將摩擦作用下產(chǎn)生的靜電消除，將摩擦系數(shù)降低，體現(xiàn)出纖維的平滑性、集束性，進(jìn)而體現(xiàn)出較好可加工性與可紡織性，需將適量油劑加入，化纖油劑在用量上也隨著化纖整體產(chǎn)量增加獲得了明顯增長。結(jié)合纖維品種與加工的方式，可以將化纖油劑分為棉綸長絲、維尼綸、滌綸長絲等多種。在化纖工業(yè)快速發(fā)展背景下，在化纖產(chǎn)品當(dāng)中有百分之八十以上為滌綸產(chǎn)品，因此滌綸油劑實(shí)際需求也比較大[1]。

1 產(chǎn)品發(fā)展概況

化纖油劑運(yùn)用于化纖生產(chǎn)當(dāng)中的整體用量比較小，但是與纖維質(zhì)量之間聯(lián)系十分緊密，英國、美國、日本等一直比較重視化纖油劑相關(guān)研究，也研制出了一些新型油劑，并且通過使用復(fù)配技術(shù)對平滑性、抗靜電性比較好的復(fù)合油劑進(jìn)行了開發(fā)。就我國來講，化纖油劑起步比較晚，其發(fā)展主要是受到化纖工業(yè)影響，當(dāng)前已經(jīng)形成一定基礎(chǔ)與規(guī)模。

化纖油劑到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷五代，1950s第一代產(chǎn)生，主要為礦物油，然后添加抗靜電劑和乳化劑構(gòu)成，1960s第二代產(chǎn)生，油劑在耐熱方面的要求獲得了提升。1970s初期第三代產(chǎn)生，1970s中后期第四代產(chǎn)生，第五代為1980s到1990s產(chǎn)生?；w油劑 在用量上隨著纖維產(chǎn)量增加而逐漸增加[2]。我國2020年12月化學(xué)纖維在產(chǎn)量達(dá)到603.8萬噸，與同期相比增長12.2%。在1958年，已經(jīng)有一些化纖企業(yè)進(jìn)行油劑研究，油劑研究經(jīng)歷了較長時間，當(dāng)前我國油劑產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了一定基礎(chǔ)與規(guī)模。但是和國外對比仍然存在一定差距，其中主要體現(xiàn)在企業(yè)規(guī)模比較小，單體品種比較少，生產(chǎn)方式比較落后，質(zhì)量穩(wěn)定性上不強(qiáng)，1990s油劑發(fā)展比較快，并且品種比較多，在生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)上都形成了一定體系。

2 滌綸紡絲油劑構(gòu)成

2.1 表面活性劑

就表面活性劑來講，其在結(jié)構(gòu)上為不對稱，能夠?qū)⑷芤罕砻娈a(chǎn)生的張力極大程度上降低，將體系界面整體的狀態(tài)改變，發(fā)揮乳化、潤滑以及增溶作用，將其運(yùn)用于工業(yè)中，很多特殊性質(zhì)由此派生，其中包括抗靜電、柔軟平滑、勻染等，能夠使油劑在使用時的具體要求得到比較充分地滿足[3]。因此表面活性劑為油劑在合成時的重要主體，針對其發(fā)揮作用的不同，可以將其分為不同種類。

2.2 配方設(shè)計(jì)與組分作用

首先，平滑柔潤劑。進(jìn)行纖維加工過程中，會在摩擦作用下出現(xiàn)斷裂、起毛、靜電等現(xiàn)象，在使用平滑劑之后，摩擦?xí)l(fā)生在憎水基之間，變得更為柔軟[4]。如果憎水基比較細(xì)長，在進(jìn)行滑動時就會變得更加容易，碳原子數(shù)量上最好處于16～18之間。一般情況下，平滑柔性劑可以劃分成三種類型，即脂肪酸酯、礦物油、聚醚，在使用平滑柔順劑過程中，濃度多數(shù)在40%到60%之間。

其次，抗靜電劑?？轨o電原理和纖維表面呈現(xiàn)出的吸附方式相關(guān)，疏水基在纖維表面吸附，而親水基會趨向于空氣，形成親水性膜，進(jìn)而使摩擦系數(shù)降低，靜電比較難以產(chǎn)生。并且空氣當(dāng)中水分會形成水層，將產(chǎn)生靜電傳向大氣中。對于抗靜電劑來講，濃度一般為5%到20%[5]。最后，乳化劑。合成油劑正式的使用之前應(yīng)先和去離子水分配合，形成溶液或者是乳液，乳化劑的添加能夠?qū)⒔缑鎻埩档?，使溶液更具穩(wěn)定性。一般情況下，乳化劑在使用時濃度在10%到30%之間。為了使油劑在貯存與使用時的穩(wěn)定性得到充分保證，應(yīng)注重其他添加劑的使用，為了將其商品特性體現(xiàn)出來，可以增加附加劑。

3 滌綸紡絲在油劑方面的要求

3.1 高速紡POY-DTY對于油劑在性能上的要求

對于滌綸產(chǎn)品來講，從單體聚合向紡絲發(fā)展過程中，油劑能夠?qū)w維之間，纖維和金屬二者之間產(chǎn)生的摩擦進(jìn)行調(diào)整，將摩擦系數(shù)減小，進(jìn)而使靜電產(chǎn)生減少。

3.1.1 耐熱性強(qiáng)

油劑處于加工溫度時，需保證滴落少和揮發(fā)少，在溫度較高時，油劑能夠及時進(jìn)行分解，同時熱板冒煙需比較小，并且結(jié)焦相對較少，進(jìn)而絲束在張力上保證穩(wěn)定

3.1.2 濕潤性高

油劑在具有較高濕潤性情況下，才能使纖維實(shí)現(xiàn)瞬間均勻上油，進(jìn)而使卷繞張力處于穩(wěn)定狀態(tài)，纖維在加工性能上表現(xiàn)得比較好。

3.1.3 高油膜強(qiáng)度

油劑需和纖維之間具有親和力，也需形成一定強(qiáng)度，在纖維表面形成保護(hù)膜，將假捻白粉出現(xiàn)。

3.1.4 良好黏濃特性

油劑黏度能夠在溫度升高情況下有所減少，在溫度降低情況下有所增大，這是對油劑進(jìn)行使用時產(chǎn)生不良影響的主要因素[6]。油劑在使用過程中，最好能夠呈現(xiàn)出較好黏濃特性，進(jìn)而保證纖維均勻性，促進(jìn)染色率的提高。

3.1.5 相溶性與穩(wěn)定性

為了使油劑能夠在油嘴順利通過，保證纖維進(jìn)行上油時的均勻性，需油劑原油以及乳液呈現(xiàn)出均勻、穩(wěn)定狀態(tài)，尤其是乳液。對于乳液來講，應(yīng)體現(xiàn)出較強(qiáng)乳化性，并粒子比較細(xì)，這有利于抑菌和防霉，進(jìn)而使生產(chǎn)穩(wěn)定性得到充分保證。

3.2 FDY紡絲對于油劑的要求

FDY主要是運(yùn)用紡絲拉伸法對于全拉伸絲進(jìn)行生產(chǎn)，在紡絲速度上比較高，技術(shù)關(guān)鍵為紡絲之后展開連續(xù)拉伸。油劑在使用的過程中，需滿足這幾方面要求：首先，F(xiàn)DY當(dāng)中由于只存在酯基、苯環(huán)，被水分濕潤比較不容易，因此油劑需具備良好濕潤性[7]。其次，此種工藝進(jìn)行紡拉時速度比較高，在此過程中，纖維和纖維、金屬、陶瓷和纖維會出現(xiàn)較大摩擦和靜電，在摩擦與靜電作用下，會使纖維可紡性、均勻性等受到影響，進(jìn)而出現(xiàn)斷頭或者是毛絲問題，嚴(yán)重情況下，生產(chǎn)將難以正常進(jìn)行。因此油劑需具備較好抗靜電性以及平滑性[8]。最后，紡絲時對于溫度的要求也比較高，因此油劑需具備良好穩(wěn)定性與耐熱性，即使在高溫狀態(tài)下也不會出現(xiàn)冒煙、分解、結(jié)焦、滴油等問題。

3.3 短纖維生產(chǎn)對于油劑的要求

對于短纖維油劑來講，作用在于抗靜電，將紡織加工時產(chǎn)生的靜電消除，促進(jìn)纖維在平滑性上的改善，為纖維加工順利進(jìn)行創(chuàng)造良好條件。短纖維工序上需經(jīng)過清花、并條、梳棉、細(xì)紗等，在使用紡絲機(jī)器過程中，產(chǎn)生摩擦?xí)徔椉庸ぎa(chǎn)生較大影響。通過運(yùn)用短纖維油劑，能夠結(jié)合不同工序，運(yùn)用針對性方式給予短纖維集束性和摩擦特性，進(jìn)而使短纖維能夠在紡織、紡絲中順利進(jìn)行。就油劑性能來講，主要包含這兩方面。首先，耐熱性比較好，乳液和水溶液能夠呈現(xiàn)出較強(qiáng)穩(wěn)定性，并且不會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。其次，使用性能方面需具備良好抗靜電性，也需具備平滑作用，并且黏附性比較小。

3.4 工業(yè)絲與簾子線對于油劑的要求

在加工過程中，需經(jīng)歷高溫、產(chǎn)生摩擦，并且整體速度高，因此對于油劑來講，需具備抗靜電性能、高溫穩(wěn)定性以及濕潤性。聚酯工業(yè)用絲是在溫度為二百二十?dāng)z氏度情況下獲取，對于油劑來講，需內(nèi)部具有高分子量，進(jìn)而將煙霧和焦化減少。在紡絲速度不斷提高過程中，油劑需具備更好耐高溫性能。纖維運(yùn)用于工業(yè)用布生產(chǎn)過程中，對于油劑在性能上也具有全新要求。生產(chǎn)簾子線時，油劑需具備假捻作用，也需體現(xiàn)出較好黏合性，進(jìn)而為浸膠順利進(jìn)行創(chuàng)造良好條件。

4 滌綸紡絲油劑今后發(fā)展趨勢

4.1 適應(yīng)加工技術(shù)與纖維生產(chǎn)的實(shí)際需求

在加工技術(shù)以及化纖生產(chǎn)不斷發(fā)展過程中，出現(xiàn)了較多全新的生產(chǎn)設(shè)備與工藝，這實(shí)際上便對化纖油劑的要求更高，紡絲速度、紡紗速度、整經(jīng)速度不斷提高過程中，對于化纖油劑在潤滑方面的性能在要求上也更高，同時其需具備良好耐熱發(fā)煙性、潤濕滲透性，化纖不斷有新品種的出現(xiàn)，對于化纖油劑來講挑戰(zhàn)也比較大。

4.2 滿足產(chǎn)品系列化以及差別化需求

纖維在發(fā)展過程中，需油劑能夠向著通用型發(fā)展，也就是一種油劑能夠使多種纖維品種實(shí)際需求得到滿足。同時產(chǎn)品差別化以及用戶對于產(chǎn)品性能的不同需求，需注重特色性專用油劑的發(fā)展。

4.3 油劑產(chǎn)品更具功能性

功能性與差別性屬于纖維進(jìn)行生產(chǎn)與開發(fā)時企業(yè)提高市場占有率和獲得更高利潤的重要途徑。就功能化纖維來講，進(jìn)行生產(chǎn)與開發(fā)過程中需利用功能化油劑實(shí)現(xiàn)。因此對于纖維油劑來講，不僅需滿足纖維處于生產(chǎn)時的需求，也需纖維呈現(xiàn)出較好防油性、防水性、抗菌性，并且在手感上比較好，功能化油劑屬于其在今后發(fā)展中的主要方向。

4.4 滿足生態(tài)需求

對于化纖油劑來講，主要為化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成，可能會帶有一定毒性，因此化纖油劑需盡量減少對于生態(tài)產(chǎn)生的不良影響，具體實(shí)施時，可以從這兩方面進(jìn)行考慮。首先，在生產(chǎn)需求得到充分滿足情況下將油劑整體耗用量減少，保證油劑在使用過程中的利用效率。其次，對生物降解方式進(jìn)行開發(fā)，降低油劑毒性，盡量使油劑進(jìn)行降解時不會有有毒污染物產(chǎn)生，這是今后滌綸紡絲油劑在研究時需重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。

5 結(jié)語

總之，在紡織工業(yè)和新材料不斷發(fā)展過程中，紡絲油劑發(fā)揮的作用將會越來越重要，應(yīng)用上也會變得更為廣泛，發(fā)展前景也比較廣闊。為了促進(jìn)紡織工業(yè)向著更好方向發(fā)展，應(yīng)注重對油劑進(jìn)行開發(fā)與研究，研究時需結(jié)合社會發(fā)展需要，與時代發(fā)展相契合。同時也需考慮環(huán)境問題，盡量減少油劑在使用時對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響與破壞，推動社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展情況下，實(shí)現(xiàn)人與自然之間的和諧相互，實(shí)現(xiàn)對和諧社會的有效構(gòu)建。