高分子无泡皂洗剂的合成及应用yd11515

雷志涛 沈丽丽 桐乡汉邦化工有限公司,浙江桐乡314502

收稿日期：2004-08-30

作者简介：雷志涛(1960-)，男，湖北武汉人，高级工程师，长期从事纺织助剂产量开发工作

原载:染整技术2005/1;36-38

【摘要】以马来酸酐、丙烯酸和丙烯酰胺为反应单体，以过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂，水相聚合，生成高分子共聚化合物。对反应产物的分散性和水洗牢度测试表明，以马来酸酐-丙烯酸-丙烯酰胺共聚的化合物。有较强的分散能力，在用于活性染料染色后处理时有较高的色牢度，能降低水洗次数和减少固色剂用量。

【关键词】无泡皂洗剂；马来酸酐；引发剂；色牢度

【中图分类号】TSl93.22 文献标识码：B 文章编号：1005-9350(2005)01-0036-03

活性染料用于染纤维素类的纺织品，已成为当今印染厂家的首选染料。但活性染料在用碱固色时，那些未起反应的染料经水解后，呈水溶性状态吸附在纤维素的表面和缝隙中。传统的染色后水洗工艺是用表面活性剂复配的净洗剂皂洗，在水洗过程中，水解染料从纤维上脱附与皂洗液中的染料重

新被吸附存在一个动态平衡。因此用传统的净洗剂无法洗净。合成一种高分子物的皂洗剂，在碱固色染料后，经过一道热水洗后，用皂洗剂洗涤，就能最大限度地洗净吸附在纤维上的水解染料。利用高分子共聚物优异的分散性能，使水解染料被分散在水中。使用高分子皂洗剂能减少染色后水洗工序，减轻排污压力，而且能保证染色后的牢度指标优于常规后水洗的要求。

1 实验部分

1.1 仪器、药品、材料

l.1.1 主要仪器

强力搅拌器，水浴锅，烘箱。

1.1.2 主要药品

马来酸酐，丙烯酸，丙烯酰胺，过硫酸盐，活性染料等，均为工业品。

1.1.3 材料

纯棉布，32/32 110×76

1.2 合成实验方法

马来酸酐和丙烯酸、丙烯酰胺，经碱中和后用过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原型引发剂，在90℃共聚反应5 h，得无色或浅黄色透明水溶性高分子物。

1.3 测试

1.3.1 总固体量测试

在质量恒定的称量瓶中称取聚合物样品2 g(精确至0.000lg)。放在110℃烘箱内，烘燥2 h后冷却至常温，称重并计算总固体含量。

1.3.2 分散力的测试

1.3.2.1 试剂的配制

(1)称取17.6 g乙酸钙，用1000 mL软水溶解，得0.1 mol／L标准溶液。

(2)称取碳酸钠lO g，加软水90 mL溶解成lO％Na2CO3溶液。

1.3.2.2 测试步骤

(1)准确称取4 g样品(精确至0.0001g)，配成100 mL;

(2)移取25 mL样品至锥形瓶中，加入10％Na2C03 10 mL，加软水30 mL；

(3)用0.1 mol／L乙酸钙标准溶液滴定至产生永久性的

白色沉淀物为终点。

1.3.2.3 分散值的计算

分散值(mg/g)=	V×C×100.1
	G

式中：

V-样品消耗乙酸钙标准溶液的体积mL；

C-乙酸钙的浓度mol／L；

G-样品的重量g；

100.1碳酸钙的分子量。

1.3.3 皂洗牢度测试

皂洗牢度和白布沾色牢度按GB／T392l-1997试验方法进行，用灰色沾色样卡评定白布沾色

2 结果和讨论

按“1.2”合成马来酸酐三元共聚物，外观为无色至淡黄色的透明流动液体，无异味，稀释振荡无泡，含固量达38％左右。

2.1 引发剂

引发剂对产品性能的影响见表l

表l 引发剂对产品性能的影响

序号	引发剂		产品性能
	引发剂及用量	分散力mg/g	粘稠度	外观
1	过硫酸铵0.5 过硫酸铵0.5	120	小	有沉淀
2	亚硫酸氢钠0.25 过硫酸铵0.6	140	较大	色深，有沉淀
3	亚硫酸氢钠0.25 过硫酸铵0.5	150	较大	色较深，有少量沉淀
4	亚硫酸氢钠0.25 过硫酸铵0.6	180	较大	色较浅，基本无沉淀
5	亚硫酸氢钠0.25 过氧化物0.3	220	较大	色浅，无沉淀

编者注：表中引发剂及用量一项，原文有错。

从表l可看出，在三元共聚物中，由于马来酸酐的量占比例较大，常规的过硫酸铵和过硫酸铵-亚硫酸氢钠引发系统不能很好地使反应完全，产品易出现晶状体(马来酸酐未反应完全)。引入另一种过氧化物．大大降低了马来酸酐参与共聚反应时的△E，使得反应进行得完全而且对最终产品有漂白作用。

2.2 反应时间

采取中和的丙烯酸和丙烯酰胺溶液滴加的方式，在滴加完后，设定不同反应时间对产品性能的影响见表2。

表2 保温时间对产品性能的影响

保温时间h	分散力mg/g	色泽
1	85	浅，降温出现大量沉淀
2	120	浅，降温出现沉淀
3	130	浅，降温出现部分沉淀
4	180	浅，降温基本无沉淀
5	185	浅，降温后无沉淀

从表2可看出．反应时间对反应的转化率有非常大的影响。时间短，马来酸酐未完全参与反应，导致产品出现沉淀。分散力较差。因此，较合适的时间为单体全部滴加完后，保温反应4～5 h。

2.3 聚合温度

聚合反应温度对产品性能的影响见表3。

表3 聚合反应温度对产品性能的影响

聚合温度℃	分散力mg/g	粘稠度	外观
80	120	小	无色，有沉淀
85	123	较小	无色，有少量沉淀
90	160	较大	淡黄色，基本无沉淀
95	162	较大	淡黄，色无沉淀

由表3可知．聚合温度控制在90℃-95℃，产品的外观及性能都比较好。

2.4 单体配比

m(马来酸酐): m(丙烯酸) : m(丙烯酰胺)的配比以75:45:10较为合适。提高丙烯酸及丙烯酰胺用量，反应较易进行，但成本较高，分散性下降。增加马来酸酐用量，分散能力提高，但反应不完全，有沉淀产生。

表4 皂洗比较

水洗工艺	牢度(白布沾色，级)
常规	2
无泡皂	3

注：皂洗剂, 2 g/L，80℃，20min，浴比1:20；试验用色布：B型活性染料染色，染料用量：5％(owf)。

2.5 皂洗牢度比较

采用无泡高分子皂洗剂作为染色后水洗，其牢度明显比常规洗涤的牢度好。这样，就可以降低固色剂的用量，同时可减少染色后水洗的工序。

3 结论

(1)采用过氧化物-亚硫酸氢钠为复合引发剂系统，合成以马来酸酐为主的三元共聚物，色泽浅，分散力强，不含磷和APEO，也不会向废水中释放AOX，是一种对环境友好的产品。

(2)原料配比：75:45:10，三元组合引发剂系统的配比：5％、2.5％、3％，反应时间为5 h。

(3)用于活性染料染色后水洗：白布沾色牢度比常规皂洗提高l级，而且无泡，可减少洗涤工序，节省水、电、汽。

4 参考文献

[1]张彪，马来酸酐-丙烯酸共聚物的合成[J]精细化工，2001，20(8)；487-489

[2]朱国华 王瑛，酸性皂洗剂的合成与应用[J]南通工学院 学报，2001(4)；50-55

[3]孙宾 王靖，两性聚合丙烯酸类助洗剂的合成与分散性能 [J]2001，18(3)；4-6

[4]藤本武彦(日)，高分子药剂入门[M]日本，三洋化成工业 株式会社，1985