يُستخدم مستحلب السيليكون الأميني على نطاق واسع في صناعة النسيج. ويُعدّ مستحلب السيليكون الأميني، مثل مستحلب السيليكون ثنائي الميثيل، ومستحلب السيليكون الهيدروجيني، ومستحلب السيليكون الهيدروكسيلي، من عوامل التشطيب السيليكونية المستخدمة في صناعة النسيج.
بشكل عام، ما هي خيارات السيليكون الأميني المناسبة للأقمشة المختلفة؟ أو ما نوع السيليكون الأميني المناسب لفرز الألياف والأقمشة المختلفة لتحقيق نتائج جيدة؟
● يمكن اختيار القطن الخالص والمنتجات المختلطة، ذات الملمس الناعم بشكل أساسي، باستخدام السيليكون الأميني بقيمة أمونيا تبلغ 0.6؛
● نسيج بوليستر نقي، يتميز بملمس ناعم كميزة أساسية، ويمكن اختيار السيليكون الأميني بقيمة أمونيا تبلغ 0.3؛
أقمشة الحرير الطبيعي ناعمة الملمس وتتطلب لمعانًا عاليًا. يُستخدم السيليكون الأميني بتركيز 0.3 من الأمونيا كمركب لتنعيم الأقمشة لزيادة لمعانها.
يتطلب الصوف والأقمشة الممزوجة به ملمسًا ناعمًا، أملسًا، مرنًا، وشاملًا، مع تغير طفيف في اللون. يمكن اختيار السيليكون الأميني بقيمتي أمونيا 0.6 و0.3 للتركيب، بالإضافة إلى عوامل التنعيم المركبة لزيادة المرونة واللمعان.
● تتمتع سترات الكشمير وأقمشة الكشمير بملمس أفضل مقارنة بأقمشة الصوف، ويمكن اختيار منتجات مركبة عالية التركيز؛
● جوارب النايلون، مع لمسة ناعمة كميزة رئيسية، اختر السيليكون الأميني عالي المرونة؛
● تتميز بطانيات الأكريليك وألياف الأكريليك والأقمشة الممزوجة بها بنعومتها الشديدة وتتطلب مرونة عالية. يمكن اختيار زيت السيليكون الأميني ذي قيمة الأمونيا 0.6 لتلبية متطلبات المرونة.
● أقمشة القنب، ناعمة بشكل أساسي، وتختار بشكل أساسي السيليكون الأميني بقيمة الأمونيا 0.3؛
● الحرير الصناعي والقطن ناعمان بشكل أساسي عند اللمس، ويجب اختيار السيليكون الأميني بقيمة أمونيا تبلغ 0.6؛
● نسيج البوليستر المخفض، بشكل أساسي لتحسين قابليته للماء، يمكن اختيار السيليكون المعدل بالبولي إيثر والسيليكون الأميني المحب للماء، وما إلى ذلك.
1. خصائص السيليكون الأميني
للسيليكون الأميني أربعة معايير مهمة: نسبة الأمونيا، واللزوجة، والتفاعلية، وحجم الجسيمات. تعكس هذه المعايير الأربعة جودة السيليكون الأميني، وتؤثر بشكل كبير على شكل القماش المُعالج. مثل ملمس السيليكون، وبياضه، ولونه، وسهولة استحلابه.
① قيمة الأمونيا
يمنح السيليكون الأميني الأقمشة خصائص متنوعة، كالنعومة والمرونة والامتلاء، ويعود ذلك أساسًا إلى المجموعات الأمينية في البوليمر. ويمكن تمثيل محتوى الأمين بقيمة الأمونيا، التي تُشير إلى مليلتر من حمض الهيدروكلوريك بتركيز مكافئ مطلوب لمعادلة غرام واحد من السيليكون الأميني. وبالتالي، تتناسب قيمة الأمونيا طرديًا مع النسبة المئوية المولية لمحتوى الأمين في زيت السيليكون. فكلما ارتفع محتوى الأميني، ارتفعت قيمة الأمونيا، وأصبح ملمس القماش النهائي أكثر نعومةً ونعومةً. ويرجع ذلك إلى أن زيادة المجموعات الأمينية الوظيفية تزيد بشكل كبير من تقاربها مع القماش، مما يُشكل ترتيبًا جزيئيًا أكثر انتظامًا، ويمنح القماش ملمسًا ناعمًا وناعمًا.
ومع ذلك، فإن الهيدروجين النشط في المجموعة الأمينية عرضة للأكسدة لتكوين الكروموفور، مما يسبب اصفرارًا طفيفًا أو طفيفًا للنسيج. في حالة المجموعة الأمينية نفسها، من الواضح أنه مع زيادة محتوى الأمين (أو قيمة الأمونيا)، يزداد احتمال الأكسدة ويصبح الاصفرار شديدًا. مع زيادة قيمة الأمونيا، تزداد قطبية جزيء السيليكون الأميني، مما يوفر شرطًا أساسيًا مناسبًا لاستحلاب زيت السيليكون الأميني، ويمكن تحويله إلى مستحلب دقيق. كما يرتبط اختيار المستحلب وحجم وتوزيع حجم الجسيمات في المستحلب بقيمة الأمونيا.
① اللزوجة
اللزوجة مرتبطة بالوزن الجزيئي وتوزيع الوزن الجزيئي للبوليمرات. بشكل عام، كلما زادت اللزوجة، زاد الوزن الجزيئي للسيليكون الأميني، وتحسنت خاصية تكوين الغشاء على سطح القماش، وأصبح الملمس أنعم وأكثر نعومة، ولكن نفاذيته أقل. وخاصةً في الأقمشة الملتوية بإحكام وأقمشة الدينير الدقيقة، يصعب على السيليكون الأميني اختراق الألياف الداخلية، مما يؤثر على أداء القماش. كما أن اللزوجة العالية جدًا ستؤدي إلى تدهور استقرار المستحلب أو صعوبة صنع مستحلب دقيق. بشكل عام، لا يمكن تعديل أداء المنتج من خلال اللزوجة فقط، ولكن غالبًا ما يتم موازنته بقيمة الأمونيا واللزوجة. عادةً، تتطلب قيم الأمونيا المنخفضة لزوجة عالية لموازنة نعومة القماش.
لذلك، يتطلب ملمس اليد الناعم سيليكونًا معدلًا بالأمينوسين عالي اللزوجة. ومع ذلك، أثناء المعالجة الناعمة والخبز، تتشابك بعض السيليكون الأميني لتكوين طبقة رقيقة، مما يزيد من الوزن الجزيئي. لذلك، يختلف الوزن الجزيئي الأولي للسيليكون الأميني عن الوزن الجزيئي للسيليكون الأميني الذي يشكل في النهاية طبقة رقيقة على القماش. ونتيجة لذلك، يمكن أن تختلف نعومة المنتج النهائي بشكل كبير عند معالجة السيليكون الأميني نفسه في ظل ظروف عملية مختلفة. من ناحية أخرى، يمكن للسيليكون الأميني منخفض اللزوجة أيضًا تحسين ملمس الأقمشة عن طريق إضافة عوامل ربط متقاطع أو ضبط درجة حرارة الخبز. يزيد السيليكون الأميني منخفض اللزوجة من النفاذية، ومن خلال عوامل الربط المتقاطع وتحسين العملية، يمكن الجمع بين مزايا السيليكون الأميني عالي ومنخفض اللزوجة. يتراوح نطاق اللزوجة للسيليكون الأميني النموذجي بين 150 و5000 سنتيبواز.
ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن توزيع الوزن الجزيئي للأمينوسيليكون قد يكون له تأثير أكبر على أداء المنتج. فالوزن الجزيئي المنخفض يخترق الألياف، بينما يتوزع الوزن الجزيئي المرتفع على السطح الخارجي للألياف، مما يُغلف الألياف من الداخل والخارج بالأمينوسيليكون، مما يمنح القماش ملمسًا ناعمًا وسلسًا. ولكن قد تكمن المشكلة في أن ثبات المستحلب الدقيق قد يتأثر إذا كان فرق الوزن الجزيئي كبيرًا جدًا.
① التفاعلية
يمكن للسيليكون الأميني التفاعلي أن يُولّد تشابكًا ذاتيًا أثناء التشطيب، وزيادة درجة التشابك ستزيد من نعومة القماش وطراوته وامتلائه، وخاصةً من حيث تحسين مرونته. وبالطبع، عند استخدام عوامل التشابك أو زيادة ظروف الخبز، يمكن للسيليكون الأميني العام أيضًا زيادة درجة التشابك، وبالتالي تحسين الارتداد. في السيليكون الأميني ذي الطرف الهيدروكسيل أو الميثيل أمينو، كلما ارتفعت قيمة الأمونيا، زادت درجة التشابك والمرونة.
②حجم جسيمات المستحلب الدقيق والشحنة الكهربائية للمستحلب
يتميز مستحلب السيليكون الأميني بصغر حجم جسيماته، وعادةً ما يكون أقل من 0.15 ميكرومتر، مما يجعله في حالة تشتت مستقرة ترموديناميكيًا. كما يتميز بثبات ممتاز أثناء التخزين والحرارة والقص، ولا يُسبب أي تمزق. وفي الوقت نفسه، يزيد صغر حجم الجسيمات من مساحة سطح الجسيمات، مما يُحسّن بشكل كبير من احتمالية التلامس بين السيليكون الأميني والقماش. كما تزيد قدرة الامتصاص السطحي، ويتحسن التجانس والنفاذية. وبالتالي، يُسهل تكوين طبقة مستمرة، مما يُحسّن نعومة القماش وملمسه وكثافته، خاصةً في أقمشة الدينير الدقيقة. ومع ذلك، إذا كان توزيع حجم جسيمات السيليكون الأميني غير متساوٍ، فسيتأثر استقرار المستحلب بشكل كبير.
تعتمد شحنة مستحلب السيليكون الأميني الدقيق على نوع المستحلب. بشكل عام، تتميز الألياف الأنيونية بسهولة امتصاص السيليكون الأميني الكاتيوني، مما يُحسّن من فعالية المعالجة. أما المستحلب الأنيوني، فقدرته على الامتصاص وتجانسه أفضل من المستحلب غير الأيوني. إذا كانت الشحنة السالبة للألياف صغيرة، فإن تأثيرها على خصائص الشحنة المختلفة للمستحلب الدقيق سيكون أقل بكثير. لذلك، تمتص الألياف الكيميائية، مثل البوليستر، أنواعًا مختلفة من المستحلبات الدقيقة ذات الشحنات المختلفة، ويكون تجانسها أفضل من ألياف القطن.
1. تأثير السيليكون الأميني وخصائصه المختلفة على ملمس الأقمشة
① النعومة
على الرغم من أن خصائص السيليكون الأميني تتحسن بشكل كبير بفضل ارتباط المجموعات الوظيفية الأمينية بالأقمشة، وترتيب السيليكون المنظم الذي يمنحها ملمسًا ناعمًا وناعمًا، إلا أن التأثير النهائي يعتمد بشكل كبير على طبيعة وكمية وتوزيع المجموعات الوظيفية الأمينية في السيليكون الأميني. في الوقت نفسه، تؤثر تركيبة المستحلب ومتوسط حجم جسيماته أيضًا على ملمس القماش الناعم. إذا حققت العوامل المؤثرة المذكورة أعلاه توازنًا مثاليًا، فسيصل أسلوب التشطيب الناعم للأقمشة إلى أقصى درجاته، وهو ما يُسمى "ناعم للغاية". تتراوح قيمة الأمونيا في مُنعمات السيليكون الأميني العامة بين 0.3 و0.6. كلما ارتفعت قيمة الأمونيا، كان توزيع المجموعات الوظيفية الأمينية في السيليكون أكثر توازنًا، وأصبح ملمس القماش أكثر نعومة. ومع ذلك، عندما تزيد قيمة الأمونيا عن 0.6، لا يزداد ملمس القماش بشكل ملحوظ. بالإضافة إلى ذلك، كلما صغر حجم جسيمات المستحلب، كان التصاقه أكثر ملاءمةً وملمسه الناعم.
② ملمس ناعم في اليد
نظراً لانخفاض التوتر السطحي لمركب السيليكون، يسهل فرد مستحلب السيليكون الأميني الدقيق على سطح الألياف، مما يُعطي ملمساً ناعماً. وبشكل عام، كلما انخفضت قيمة الأمونيا وزاد الوزن الجزيئي للسيليكون الأميني، زادت النعومة. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن للسيليكون الأميني المُنتهي بترتيب اتجاهي أنيق بفضل ارتباط جميع ذرات السيليكون في روابط السلسلة بمجموعة الميثيل، مما يُعطي ملمساً ناعماً للغاية.
①المرونة (الامتلاء)
تختلف مرونة (امتلاء) الأقمشة التي يُضفيها مُنعم السيليكون الأميني على الأقمشة باختلاف تفاعل السيليكون ولزوجته ونسبة الأمونيا فيه. وبشكل عام، تعتمد مرونة القماش على تشابك غشاء السيليكون الأميني على سطحه أثناء التجفيف والتشكيل.
1. كلما زادت قيمة الأمونيا في زيت السيليكون الأميني المنتهي بالهيدروكسيل، كلما كانت ملئه (مرونته) أفضل.
2. إن إدخال مجموعات الهيدروكسيل في السلاسل الجانبية يمكن أن يؤدي إلى تعديل مرونة الأقمشة بشكل كبير.
3. إن إدخال مجموعات ألكيل طويلة السلسلة في السلاسل الجانبية يمكن أن يحقق أيضًا إحساسًا مرنًا مثاليًا باليد.
4.يمكن أيضًا تحقيق التأثير المرن المطلوب عن طريق اختيار عامل الربط المتقاطع المناسب.
④البياض
بسبب النشاط الخاص للمجموعات الأمينية الوظيفية، يمكن أن تتأكسد المجموعات الأمينية تحت تأثير الوقت والتسخين والأشعة فوق البنفسجية، مما يتسبب في تحول القماش إلى اللون الأصفر أو المصفر قليلاً. تأثير السيليكون الأميني على بياض القماش، بما في ذلك التسبب في اصفرار الأقمشة البيضاء وتغير لون الأقمشة الملونة، كان البياض دائمًا مؤشرًا مهمًا لتقييم عوامل تشطيب السيليكون الأميني بالإضافة إلى ملمس اليد. عادةً، كلما انخفضت قيمة الأمونيا في السيليكون الأميني، كان البياض أفضل؛ ولكن في المقابل، مع انخفاض قيمة الأمونيا، يتدهور المنعم. لتحقيق ملمس اليد المطلوب، من الضروري اختيار السيليكون بقيمة أمونيا مناسبة. في حالة انخفاض قيم الأمونيا، يمكن أيضًا تحقيق ملمس اليد الناعم المطلوب عن طريق تغيير الوزن الجزيئي للسيليكون الأميني.
وقت النشر: ١٩ يوليو ٢٠٢٤