超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂及其应用
技术领域
本发明属碱减量促进剂领域，特别是涉及一种超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂及其应用。
背景技术
自古以来，真丝就是受到人们竞相追捧的高档面料，丝绸织物给人们的感觉光彩夺目、轻盈飘逸，十分华贵，且穿着舒适，是一种具有独特风格的纺织品。由于天然资源极其有限，致使生丝原料紧缺且价格昂贵，已远远不能满足人们日益增长的消费需求。
聚酯纤维在合纤中用量最大，涤纶纤维牢度好、质量轻，具有优良的抗皱性和尺寸稳定性，但与天然纤维相比，存在很多不足之处，主要是吸湿性差，易沾污，抗静电差和不易染色等，舒适性也必须加以改善。改善措施除了改进纤维原料外，还可以采用碱处理、后整理或化学变性等方法使之在外表与内在质量上与天然纤维更为接近。其中碱减量或称“仿真丝”是改善聚酯纤维性能的重要方法。
碱减量是在高温或较浓烧碱液中处理聚酯纤维或织物的过程。聚酯纤维表面被碱刻蚀后，其质量减轻，纤维直径变细，表面形成凹槽，使得织物手感柔软、光泽柔和，改善了吸湿性和排汗性。为了节约烧碱的用量，提高处理效果，涤纶的碱减量加工常加入促进剂。
目前，常见的碱减量促进剂可以分为季铵盐阳离子表面活性剂和阳离子聚合物两大类。季铵盐阳离子表面活性剂主要有十二(或六)烷基二甲基苄基氯(溴)化铵、十二(或六、八)烷基三甲基氯(溴)化铵等。阳离子聚合物促进剂主要有甲基二乙基铵烷基苯甲基聚乙二醇醚苯磺酸盐(MDEABS)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(Poly DMDAAC)、聚-4-乙烯基苄基三甲基氯化铵(Poly 4VBTMAC)。这些季铵盐类阳离子表面活性剂，虽然对聚酯纤维碱减量处理具有十分明显的促进作用，但由于结构为小分子或者是线型聚合物，在加工过程中较难控制减量加工的均匀性，因此减量处理后聚酯纤维织物的强力损失较大。同时，也较易产生重现性差或减量过度等问题。
碱减量的均匀性是聚酯纤维或织物碱减量处理的一个重要指标，因为随着纤维加工技术和织造技术的不断发展，纤维的纤度逐渐减小。如何既要提高均匀性，又要降低聚酯纤维或织物的强力损失，保证碱减量处理后强力达到要求，选择正确的碱减量促进剂就显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂及其应用，该促进剂用量少，碱减量处理均匀，除具有促进作用外，还兼有柔软作用。
本发明的一种超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂，其组成和质量百分比为：超支化聚酯季铵盐阳离子表面活性剂10～50％，非离子表面活性剂0～10％，其余为水。
所述的超支化聚酯季铵盐阳离子表面活性剂是具有以下结构的聚合物中的一种或几种：(质量配比为0～1)
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其中，HP表示超支化聚合物的骨架，优选是超支化聚酯的骨架，n是超支化聚合物的代数，可以是1～8的整数；z是聚合物末端基团的数目，z的理论值是2n+2；R是超支化聚合物与改性基团之间的连接基团，可以是-O-CH2CH(OH)CH2-、-NHCOCH2CH2-或-O-CO(CH2)m-(m＝1～4)；A和B是碳原子数为1～4的烷基，Y是碳原子数为1～22的烷基，X为Cl或Br。
所述的超支化聚酯季铵盐阳离子表面活性剂是
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中的一种或几种。
所述的非离子表面活性剂为CH3(CH2)11CONH(CH2CH2O)16H。
所述的促进剂，其组成和质量百分比为：
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水 60％
所述的促进剂，其组成和质量百分比为：
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水 60％
所述的促进剂，其组成和质量百分比为：
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非离子表面活性剂为：CH3(CH2)11CONH(CH2CH2O)16H 5％
水 52％
本发明的一种超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂的应用，其特征在于：用于聚酯纤维或织物的碱减量处理。
使用超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂的碱减量处理方法，具体如下：
氢氧化钠浓度8g/L，超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂0.16-0.50g/L，处理温度98℃，时间60min，浴比1∶25，处理后用90℃热水洗10min，60℃水洗10min，冷水洗，直至中性，晾干。
碱减量促进剂在聚酯纤维或织物的碱减量处理过程中促进了纤维大分子中酯键的水解反应。碱减量促进剂首先吸附在涤纶织物表面，降低了聚酯纤维的表面张力，因此碱液中的氢氧根容易进攻纤维大分子，并与酯键相作用水解，造成纤维大分子断裂；同时，促进剂中负离子与碱液中氢氧根离子的离子交换作用也促进了碱液中的氢氧根负离子转移并富集在纤维表面，从而加速水解。
碱减量促进剂对纤维表面张力的改变程度与季铵盐的分子结构有关。随着季铵盐中碳氢链的增长，季铵盐与纤维大分子之间的亲和力增大，在纤维表面的吸附增加，使得纤维的表面张力降低更多，对碱减量的促进更为明显。
有益效果
(1)本发明的超支化聚酯季铵盐阳离子表面活性剂含有多个阳离子基团，相互之间可以起到协同作用，其效率更高，用量更少，因此，与普通季铵盐表面活性剂相比，具有更高的促进涤纶水解的能力；
(2)本发明的超支化聚酯季铵盐阳离子表面活性剂为支链聚合物，具有发散的结构，合成引入的季铵盐基团均匀分布在超支化聚酯的内部和端基，在碱减量处理过程中，可以起到促进剂的作用，提高碱减量的均匀性，进而提高碱减量处理聚酯纤维和织物的强力；
(3)本发明的将不同碳链长度的超支化聚酯季铵盐阳离子表面活性剂进行复配后，会产生协同作用。加入非离子表面活性剂后，能使碱液均匀渗透，碱减量处理更均匀；
(4)本发明的超支化聚酯季铵盐阳离子表面活性剂分子中含有多个长碳链，除具有促进作用外，还兼有柔软作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例中使用的超支化聚合物是由瑞典Perstorp公司生产的超支化聚酯，有BoltornH20和Boltorn H30等2个系列。第二代超支化聚酯Boltorn H20的重均分子量为2100g·mol-1，分子末端实际羟基值为519mg KOH/g；第三代超支化聚酯Boltorn H30的重均分子量为3500g·mol-1，分子末端实际羟基值为488mg KOH/g。
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Boltorn H20、H30的结构式
实施例1
超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂的组成和含量如下：
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水 60％
碱减量处理工艺如下：氢氧化钠浓度8g/L，超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂0.50g/L，处理温度98℃，处理时间60min，浴比1∶25，处理后用90℃热水洗10min，60℃水洗10min，冷水洗，直至中性，晾干。
实施例2
超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂的组成和含量如下：
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水 60％
碱减量处理工艺如下：氢氧化钠浓度8g/L，超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂0.24g/L，处理温度98℃，处理时间60min，浴比1∶25，处理后用90℃热水洗10min，60℃水洗10min，冷水洗，直至中性，晾干。
实施例3
超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂的组成和含量如下：
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非离子表面活性剂为：CH3(CH2)11CONH(CH2CH2O)16H 5％
水 52％
碱减量处理工艺如下：氢氧化钠浓度8g/L，超支化聚酯季铵盐碱减量促进剂0.16g/L，处理温度98℃，处理时间60min，浴比1∶25，处理后用90℃热水洗10min，60℃水洗10min，冷水洗，直至中性，晾干。
将上述实施例1、2、3提供的碱减量处理工艺对聚酯织物(涤丝纺)进行碱减量处理，处理效果与常规阳离子表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵(1631)对同一织物的碱减量处理效果进行比较。
织物碱减量处理效果用减量率来衡量，按下式进行计算：
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碱减量处理后织物的损伤程度用强力损失率与减量率的比值(f)来比较，f值越小，织物强力损失越小，织物损伤程度也越小。强力按照《GB/T 3923.1-1997纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定》中的条样法来测定，测五经五纬，取平均值，即为经、纬向的断裂强力。碱减量的均匀性则用织物碱减量处理后强力的标准差(St)来衡量。St值越小，碱减量越均匀。
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比较实施例1、2、3织物损伤程度及减量均匀性(表1)。
表1碱减量处理效果比较
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由表1可以看出，与1631相比，本发明提供的碱减量促进剂对聚酯织物进行碱减量处理，效果更均匀且织物强力损失较小。