表面活性剂在合成纤维油剂中的应用（一）

一、阴离子表面活性剂在合成纤维油剂中的应用
阴离子表面活性剂在油剂中应用主要是以磺酸盐及磷酸盐形式。早期油剂抗静电剂大都以磺酸盐类为主，但由于该类表面活性剂在油剂中使用有一定局限性，且润滑及抗静电性能均逊于磷酸酯类表面活性剂，所以现代油剂中的阴离子表面活性剂以磷酸盐为主，特别是烷基磷酸酯及其盐(APK)和它的环氧乙烷(EO)加成物是现代油剂中优良的抗静电剂及润滑剂。
APK是目前各类纤维，特别是短纤维油剂中常用的组份，它具有良好的抗静电性和平滑性，而且耐热性能较好，热挥发少，并可增加油膜强度以减少丝束磨耗。油剂中常用的APK是以高碳醇(C12~C16)和P2O5进行磷酸化反应，通过水解调节单双酯比例，成酯后与KOH中和即得。
1.平滑性及集束性：纤维表面上油后其平滑程度通常用摩擦系数μ表示，纤维和纤维间摩擦系数F/Fμ及纤维和金属间的摩擦系数F/Mμ与油剂有较大的关联。F/F静摩擦系数μs及动摩擦系数μd和烷基长度有密切关系。当烷基链碳数增加时，F/Fus减少，当烷基链增加到C14以上时，μs变化趋于平稳，而μd上升。由于平滑性主要取决于μs，所以碳数增加，平滑性增大，而集束性下降。因此使用APK，在配方中要适量，并选择合适的烷基碳数，可获得满意结果。
2.抗静电性：在油剂中加入抗静电剂，可以克服纤维带电现象，从而可消除杂纺丝、牵伸、纺织等工序中所产生的毛丝、膨松、断头、绕罗拉、下棉网等现象。APK具有良好的抗静电作用，特别在高湿情况下更为明显。
抗静电性受APK中集中因素的影响：
(1)APK烷基碳数对抗静电的影响：烷基碳数增加，疏水基团亦相应增大，而极性基团相对变小，减少了纤维的吸湿性，增加了静电荷积累，而使抗静电效果减弱。
(2)APK浓度(M)对抗静电的影响：一般情况，M越高，抗静电效果好。例如：C18PK抗静电效果比C12PK差些，但随着M升高而差异减小。
(3)APK中的单双酯比例对抗静电性的影响：在APK的制备中，由于工艺条件的变化而产生不同比例的单双酯APK。由于单酯中APK含有二个羟基钾盐，而双酯APK中仅含有一个羟基钾盐，前者明显比后者吸湿性大，而静电荷积累少，抗静电性能强。
综上所述，我们可以依据他们之间的关系，依据这些性能的变化，在调制油剂时可按不同的气候条件，不同纤维种类，甚至不同的合成纤维生产设备来加以选择。
阴离子表面活性剂除了作为抗静电剂及平滑剂应用于油剂中外，还有其它重要用途，如做为润湿剂。琥珀酸酯磺酸盐类就是一个优良的润湿剂。油剂中加入该类表面活性剂，可提高油剂对纤维的亲和力，从而使上油均匀，并可按需提高上油率(O.P.U)。该类产品随着其R基团碳链不同及加合EO数的不同亦可制得系列产品。但常用的即是商品渗透剂OT(Aerosol OT)，OT的表面活性能力还是较强的，它在0.1%浓度下对矿物油的界面能力可达到5.86(mNm-1)。但值的注意的是，该产品在和其它离子型及非离子型表面活性剂调配时，容易使混合体不稳定，所以在实际应用中应该在达到渗透润湿能力的基础上，尽量不多加入。或者和其它具备较强润湿能力的非离子表面活性剂共用，以达到油剂功能的要求。
此外，烷基聚氧乙烯磷酸酯及其钾盐(AEPK)是APK和EO的加成物，它不仅具备APK的平滑性和抗静电性，而且更具备非离子表面活性剂的一定特点，如耐热性好等优点，所以常规以俗称“特种PK”得以广泛应用。