纸张柔软剂作用机理

纤维柔软平滑问题也是纤维间的摩擦问题，纤维的摩擦主要通过摩擦因数来评价。摩擦因数是表现摩擦体表面性能的一个参数。不同类表面活性剂对纤维摩擦因数有影响，其中对于降低纤维表面的静摩擦因数，其作用大小为：阳离子表面活性剂>多元醇型非离子表面活性剂>阴离子表面活性剂>聚乙二醇型非离子表面活性剂>矿物油。对于同类表面活性剂则由于表面活性剂的化学结构不同，对纤维的摩擦因数也不同。

1．阴离子表面活性剂对纤维表面摩擦因数的影响

此类表面活性剂主要品种有烷基磷酸酯或盐、烷基硫酸酯或盐、烷基磺酸盐等。烷基的碳链越长，平滑性能越好、摩擦因数越小。对于磷酸酯类平滑性，则有三烷基磷酸酯>双烷基磷酸酯>单烷基磷酸酯>聚氧乙烯醚磷酸酪。

2．阳离子表面活性剂对纤维摩擦因数的影响

阳离子表面活性剂除了有较好的抗静电性之外，还有较好的柔软平滑性，故广泛用于柔软剂，以降低纤维间的静摩擦因数。季铵盐和胺盐类表面活性剂对纤维的动、静摩擦因数均有效。

3．非离子表面活性剂对纤维摩擦因数的影响

关于非离子表面活性剂对纤维摩擦的影响研究发现烷基越长，可使纤维间的摩擦因数越小。

根据以上分析，柔软剂分子结构一端具备烃基以降低纤维链间的摩擦，另一端则具有离子性或反应性，能使柔软剂分子固定在纤维间；由于各种表面活性剂的离子性不同，使其在纤维间的定向产生很大差异，从而使获得的柔软性变化非常大。纤维素分子中由于含有少量羧基，一般在水中电离会带有一定的负电性，即具有负的Zeta电位。带负电荷的阴离子表面活性剂的胶体接近纤维时，将与纤维发生排斥作用，吸附在纤维素上较为困难。所以，造纸过程中柔软剂分子在纤维间的留着仅仅靠分子间作用和机械作用附着柔软剂，这样阴离子表面活性剂的疏水部分，在纤维周围成了一层油状膜，而亲水性基向外侧排列。因此，阴离子表面活性剂可赋予柔软感，但不具有表面平滑的手感。为了克服这一缺点，即在阴离子表面活性剂中可配人一定量的油脂类物质如羊毛脂等。

柔软剂是一类分子结构中一端含有长链烃基，另一端含有可与纤维结合的极性或反应性基团的化合物。柔软剂分子可在纤维表面形成疏水基向外的吸附，从而降低纤维物质的动、静摩擦因数，获得平滑柔软的手感。对柔软性要求较高的纸张有卫生纸、皱纹纸、手帕纸、餐巾纸等，其他纸种如加工纸对柔软性能的要求亦愈来愈高，故柔软剂在造纸中的应用愈来愈引起重视。

柔软剂的作用大体可分两个方面：一是改善纤维间的滑动及平滑性，增加其光滑、湿润、滑腻的手感。二是作为可塑剂，即固定纸页组织、提高强度及涂布用胶粘剂、填充剂和树脂等的可．塑性。前者主要是纺织业中柔软剂的用法，可根据纤维的种类、纱的规格、编织方法、用途、流行样式等不同，使用多种多样的柔软剂。当前由于纸的加工法也有了很大发展，这样更便于采用柔软剂来处理纸张，所以，造纸工业应用柔软剂也广泛了。而后者主要是根据加工树脂来选择的柔软剂，它不仅能使纸的手感柔软化，而且往往能使纤维间容易滑动性，柔软而有弹性，以及增强撕裂强度等特性。有时也要求柔软剂兼有防水性、疏水性或疏油性、防静电性、去污性等特性。

大部分柔软剂都是具有l2～18(一般l6～18)个碳的长链的烷基有机化合物，其申表面活性剂占有很大的比例。柔软剂分子中能产生柔软性主要是长链烷基，可溶性基的主要作用是使其在水介质中溶解以及与纤维产生结合作用，可使烷基在纤维表面或周围产生取向作用。

一般如十五烷基和十七烷基这些饱和脂肪基可赋于纸以平滑性及丰满的手感。十七碳烯基的不饱和脂肪基，可给予较强的柔软、弹性以及发暖的手感。对柔软剂能起辅助作用的亲水基有硫酸基、磺酸基、羧基、磷酸基、氨基磺酸基、季铵离子、多元醇、环氧乙烯基等多种。

一次性生活用纸如纸手帕、卫生纸、餐巾纸及尿布纸等的消费日趋增大，同时对纸质量的要求也越来越高，尤其对纸张柔软性提出了更高的要求，所以纸用柔软剂越来越受到重视。使用纸张柔软剂的目的在于：①降低纤维之间的结合力，使纸张刚性下降，减少纸张对皮肤的摩擦力；②具有湿润纤维的作用，改善纤维的平滑性，增加纸张光滑、细腻的感觉；③使纸张具有可塑作用。总之柔软剂可在纤维表面形成疏水基向外的反向吸附，降低纤维物质的动、静摩擦因数，从而获得平滑柔软的手感。实际上柔软剂除具有柔软作用外，有时还兼有防水、防再污染、抗静电等效果。2100433B

阳离子型柔软剂是使用最广泛的一类，它又可分季铵盐型、脂肪酸酯型、右蜡型、聚乙烯型、有机硅树脂型等，其中季铵盐型柔软剂在阳离子柔软剂中占有较大比重，主要有单烷基季铵盐、二烷基季铵盐、烷基酰基季铵盐、吡啶季铵盐型和咪唑型柔软剂等，所用的季铵盐型柔软剂中单烷基季铵盐由于毒性大、生物降解性差等已逐渐被淘汰；二烷基季铵盐和烷基酰基季铵盐的毒性虽比单烷基季铵盐低，但其生物降解性很差，会杀死生物菌且易在污水处理时被污泥吸收而污染农田，因此在上世纪九十年代初已在德国、荷兰等国停止使用，欧盟在2002年5月15日发布的Eco-Label中明确禁止使用双[氢化牛油烷基]二甲基氯化铵、双[硬脂酰基]二甲基氯化铵与双[牛油烷基]二甲基氯化铵和由它们组成的制剂或配方；至于咪唑型(如柔软剂IS)和吡啶季铵盐型(如VelanPF)等阳离子型柔软剂的BOD小、用传统的生化法来处理降解比较困难，虽然没有禁用，但按生态要求它们的使用也是有问题的。2100433B

皮革柔软剂是通过动物真皮的毛孔，进入皮内，均匀分布于皮内纤维表面，并能与皮内纤维适度结合的油脂。当这层油脂的厚度达到适宜的厚度时，皮内纤维表面之间滑动的摩擦力，就相当于油分子之间的摩擦力，因而皮革就会很柔软。所以它可以软化因油脂走失而变硬的真皮，如皮衣、皮包、皮鞋、皮沙发等遇水变硬，或长久放置而变硬的真皮，可以采用皮模拟油配方的皮革柔软剂回软，但不适合涂上一层外膜变硬的皮衣等真皮，因这层膜已封闭毛孔，皮革柔软剂难于进入。如果脱去这层膜，则会有效果。2100433B