防水剂

    防水剂 : 赋予纤维制品 特别是织物等以阻止被水润湿的性能的过 程,称为防水加工。为此所使用的药剂称为 防水剂。防水加工是使纤维表面具有防水性 能的加工,有时亦称为透气性防水加工。这 种加工,毕竟还是赋予纤维制品以水性的防 水加工,而在织物的线与线之间填充橡胶或 合成树脂,使水不能透过的加工,则称为不 透气性防水加工。
要使纤维表面具有防水性,必须使用能 防水的物质。表面自由能小的化合物容易防 水,如用化学结构来表示,防水性大小的顺 序如下:

—CF₃>—CF₂—>—CH₃>—CH₂—

也就是说,石蜡和硬脂酸等具有饱和烃部分 的某些化合物,以及硅氧烷树脂等具有许多 甲基的化合物,一般都具有防水性的成分。具 有全氟烷基的含氟化合物,因为除有防水性 外,同时对含烃类油性物质也有防止的性能 (防油性),故近年来在广泛使用。
防水剂大体分为洗涤或干洗后便失去效 果的暂时性防水剂和耐洗的耐久性防水剂等 两类。
暂时性防水剂,一般使用石蜡、硬脂酸 铝、硬脂酸锆或硅氧烷树脂等本身具有防水 性的化合物,用尽可能少量的表面活性剂, 使在水中成乳化形态; 也有将防水性化合物 溶解在溶剂中的。前者为水介质,后者为溶 剂介质,使之附着在织物上,晾干后即完成 全部防水加工。但由于防水性化合物仅仅是 附着在纤维的表面,一经洗涤便失去防水 效果。
耐久性防水剂,一般使用具有反应性的 长链饱和烃类化合物,反应性硅氧烷化合物 和在侧链上具有全氟烷基的聚合物等,加少 量表面活性剂进行乳化,使之附着在织物上 后,进行加热处理等,这样就在纤维的表面 形成防水性覆盖层,经洗涤也很难脱落。所 谓耐久性,经反复洗涤也不可避免会降低效 果,但能耐相当次数的洗涤。
代表性的耐久防水剂,举例如下:

[1]

C₁₇H₃₅CONHCH₂OH

[2]

[3]

具有反应性的长链饱和烃类化合物,如 特殊的吡啶鎓盐型阳离子表面活性剂 (代表 性化学结构如 [1])、羟甲基硬脂酰胺[2]、 十八烷基亚乙基脲 [3]等。
以吡啶鎓盐型阳离子表面活性剂为主要 成分的耐久性防水剂,有美国Du Pont公司 的Zelan和英国ICI公司的Velan等著名的 商品,用乙酸钠等为pH调节剂,同时使之附 着在纤维素纤维上进行加热处理,一部分和 纤维进行反应 [4],大部分变成亚甲基双硬 脂酰胺 [5]。

C₁₇H₃₅CONHCH₂—O—CeH [4]
(C₁₇H₃₅CONH)₂CH₂[5]

使用羟甲基硬脂酰胺的是同树脂加工用催化 剂一起附着在纤维素纤维上,在加热时发生 和吡啶鎓盐型阳离子表面活性剂一样的 粘合。
以十八烷基亚乙基脲为主要成分的耐久 性防水剂,其著名的商品是德国原IG公司的 persistol VS。附着在纤维上加热时,同纤维 反应 [6]、聚合 [7],获得耐久性。

C₁₈H₃₇NHCONHCH₂CH₂O—CeH[6]
[C₁₈H₃₇NHCONCH₂CH₂]_n[7]

具有反应性的硅氧烷化合物中,是使用 以甲基氢化聚硅氧烷[8]为主要成分的耐久 性防水剂,在催化剂存在下加热进行网状化 [9]。

[8]

使用侧链上具有全氟烷基的聚合物作耐 久性防水剂,其著名的商品是美国3M公司 的Scotchgard,它含有聚丙烯酸氟烷酯成分 [10]。

[9]

[10]