乳液组成对乳液性能的影响
刘燕军;邵建楠;刘鹏雷
【摘 要】以月桂酸聚氧乙烯酯LAE和聚乙二醇油酸酯DQA复配为乳化剂,油酸酯QA为平滑剂,制备了平滑剂质量分数大于30%的纺丝油剂乳液体系,研究了乳液组成对其润湿性的影响.结果表明:随着乳液质量分数的增大,乳液表面张力、乳液在丙纶纤维表面的接触角和帆布片在乳液中的润湿时间均逐渐减小;并且乳液存在临界胶束浓度,小于临界胶束浓度时,乳液的表面张力、乳液在丙纶纤维表面的接触角和润湿时间均随乳液质量分数的增大而迅速减小,超过临界胶束浓度后,乳液质量分数对乳液性能的影响变小.另外,平滑剂质量分数增大和复配乳化剂HLB值增大均会导致润湿性变差.%The spinning oil emulsion system with a mass fraction of more than 30% of the smoothness was prepared by mixing laurate polyoxyethylene ester (LAE) and polyethylene glycol oleate (DQA) as emulsifier and oleate QA as smoothing agent. The influence of emulsion composition on the wetting property of emul?sion was studied. The results showed that with the increasing of emulsion concentration, the surface tension of emulsion, the contact angle of emulsion on the surface of the polypropylene fiber
and the wetting time of canvas in emulsion all decread. At the same time, the emulsion had critical micelle concentration. When the concentration was less than critical micelle concentration, the surface tension of emulsion, the contact angle and wetting time of emulsion on polypropylene fiber surface decread rapidly with the increasing of emulsion concentration. When the concentration was larger than critical micelle concentration, the effect of emulsion concentration on the performance of emulsion decread. Besides, the increa of the mass fraction of smoothing agent and the compound emulsifier HLB resulted in wor wettability.
【期刊名称】《印染助剂》
【年(卷),期】2018(035)003
【总页数】5页(P45-49)
科学发展观的内涵【关键词】乳液;表面张力;接触角;润湿性
【作 者】皖南刘燕军;邵建楠;刘鹏雷
【作者单位】天津工业大学环境与化学工程学院,天津300387;天津工业大学精细化工研究所,天津300387;天津工业大学纺织助剂有限公司,天津300270;天津工业大学环境与化学工程学院,天津300387;天津工业大学精细化工研究所,天津300387;天津工业大学环境与化学工程学院,天津300387;天津工业大学精细化工研究所,天津300387
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ340.47
润湿性是微乳液的基本性能之一，在纺丝过程中，纤维在高速牵引状态下，需要油剂快速、均匀地铺展到纤维表面，对纤维施加充分的保护，否则会出现上油不均匀、局部无油、摩擦大、可纺性下降，因此润湿性对于纺丝和加工非常重要［1］。
表面张力的大小直接影响接触角的大小和润湿时间的长短。通常情况下，表面张力越低的油剂对纤维的润湿渗透性越好，上油效果越好［2］。测定液体表面张力的方法有很多，如悬滴法、脱环法、泡压法、滴体积法、吊片法、停滴法、毛细上升或下降法等［3］。
接触角是指在气、液、固3相交点处所作的气-液界面的切线与固-液交界线之间的夹角［4
单位开的介绍信怎么写］，是直接反应乳液在纤维上铺展程度的度量。接触角通常有躺滴法（外形图像分析法）［5-6］、悬泡法［7］、竖版毛细升高法［8］、Wilhelmy吊片法、镜面反射法［9］、称重法和平行光束法［10］等测试方法。但是目前应用最多的、测试最直接与最准确的还是外形图像分析方法［11-12］。
润湿性是表征乳化型纺丝油剂在织物上应用效果的最主要性质之一。国标“表面活性剂润湿力的测定浸没法”对润湿性的测量有相关标准［13］。该方法操作简单，测试结果比较直接，但是由于实验所采用的帆布主要成分为棉，为亲水性纤维，而大多数化学纤维为疏水性纤维，如涤纶、锦纶、丙纶等，因而采用帆布沉降法衡量油剂的润湿性［14］不能全面反映乳液在疏水性纤维上的润湿性。
使用单一乳化剂乳化油酸酯复配的纺丝油剂效果不佳，本实验测定的乳液主要由平滑剂、乳化剂等各种表面活性剂复配而成。运用外形图像分析方法测量了不同配比和质量分数下乳液与丙纶纤维之间的接触角，以表征疏水性纤维的润湿性［15］。运用国标法初步探究了乳液质量分数和组成对润湿性的影响。
1 实验
开国少将排名1.1 原料
月桂酸聚氧乙烯酯LAE（HLB值=13.1）、聚乙二醇油酸酯DQA（HLB值=10.5）、油酸酯QA（天津工业大学纺织助剂有限公司）。
1.2 仪器
JB-2型恒温磁力搅拌器（上海雷磁新泾仪器有限公司），FA2004N型电子天平（上海菁海仪器有限公司），DSA25型全自动接触角测量仪（德国克吕士公司），JYW-200型自动表面张力仪（承德鼎盛实验仪器厂）。
1.3 配制乳液
将乳化剂LAE和DQA按照不同质量比混合，形成复配乳化剂，再和平滑剂QA进行混合，其中QA质量分数分别为30%、35%、40%～60%，之后加水搅拌均匀，室温下静置24 h。
1.4 测试
1.4.1 粒径
用ZEN3690型纳米粒径电位分析仪在20℃下进行扫描，得到平均粒径以及粒径分布。
1.4.2 表面张力
在室温20℃下，用无水乙醇或蒸馏水进行仪器校正后测试表面张力P，再利用密度仪测试密度，根据公式计算被测油剂样品的实际表面张力V［2］。
1.4.3 接触角微积分基础知识
在室温20℃下，使用全自动接触角测量仪分别测量纯水以及乳液在单根丙纶纤维上的接触角。测量5次，求平均值。张杰是哪里人
1.4.4 润湿性春天来临
在室温20℃下，采用GB/T 11983-2008《表面活性剂润湿力的测定浸没法》［12］测试润湿时间。
2 结果与讨论
2.1 乳液粒径
由图1可知，在相同乳化剂配比下，从左至右，随着平滑剂油酸酯质量分数的增加，乳液透明度逐渐提高，而油酸酯质量分数达到某一值时，乳液外观突然变浑浊呈白色；乳液粒径则呈现出先依次减小，减小到最小值时突然变大的趋势，即乳液粒径在某个油酸酯质量分数时发生突变，形成一个明显的分界线。给您拜年了
图1 不同乳液组成所制得的乳液外观
由表1可知，随着LAE比例的增大，即混合乳化剂HLB值增大，乳液倾向于在油酸酯质量分数较小的条件下形成较好的微乳液，且最小粒径也越来越小。这种结果是由非离子表面活性剂乳化酯类物质机理决定的。根据哈金斯（Harkins）早期提出的乳液稳定理论即定向楔理论，水包油型乳液胶粒大小会受包裹油类表面活性剂亲水基和亲油基相对大小的影响。亲水基一端较大时，亲油基相对较小，胶粒内部空间位阻较小，可以形成的胶粒就较小；反之，亲油基一端相对较大时，胶粒内部空间位阻就较大，因此只能形成较大胶粒才能容下亲油基团的排列。
表1 不同乳液组成时的平均粒径注：乳液质量分数均为20%；PDI为分散指数，值越小表示粒径分布越集中，值越大表示粒径分布越分散；两种非离子表面活性剂混合后的HLB值计
算方法：HLB=HLB1×q1+HLB2×q2，其中，q1为表面活性剂LAE在混合乳化剂中的质量分数；q2为表面活性剂DQA在混合乳化剂中的质量分数。139.3 0.774 179.8 0.690 137.9 0.546 26.2 0.186 18.2 0.098 2∶8 PDI 11.02 3∶7 PDI 11.28 4∶6 PDI 11.54 5∶5 PDI 11.80 6∶4 PDI 12.06 117.7 0.603 107.0 0.532 59.1 0.499 22.7 0.102 320.2 0.259 111.3 0.550 68.0 0.450 34.3 0.362 486.5 0.573 399.5 0.447 84.37 0.401 52.5 0.262 26.5 0.134 472.1 0.666 549.0 0.776 81.1 0.389 45.1 0.105 600.7 0.646 580.1 0.876 591.7 0.806 76.3 0.241 648.4 0.438 590.4 0.781 624.9 0.791 631.8 0.945 383.0 0.693 663.0 0.822 754.8 0.885 616.4 0.823 650.5 0.974
