אמולסיית סיליקון אמינו
אמולסיית סיליקון אמינו נמצאת בשימוש נרחב בתעשיית הטקסטיל. חומר הגימור הסיליקוני המשמש בתעשיית הטקסטיל הוא בעיקר אמולסיית סיליקון אמינו, כגון אמולסיית סיליקון דימתיל, אמולסיית סיליקון מימן, אמולסיית סיליקון הידרוקסיל וכו'.
אז, באופן כללי, מהן האפשרויות של סיליקון אמינו עבור בדים שונים? או, איזה סוג של סיליקון אמינו עלינו להשתמש כדי למיין סיבים ובדים שונים כדי להשיג תוצאות טובות?
● כותנה טהורה ומוצרים מעורבבים, בעיקר בעלי מגע רך, ניתן לבחור בסיליקון אמינו עם ערך אמוניה של 0.6;
● בד פוליאסטר טהור, עם תחושה חלקה ביד כתכונה העיקרית, ניתן לבחור בסיליקון אמינו עם ערך אמוניה של 0.3;
● בדי משי אמיתי הם בדרך כלל חלקים למגע ודורשים ברק גבוה. סיליקון אמינו בעל ערך אמוניה של 0.3 נבחר בעיקר כחומר החלקה מורכב להגברת הברק;
● צמר ובדים מעורבבים שלו דורשים תחושה רכה, חלקה, אלסטית ומקיפה, עם שינוי צבע מועט. ניתן לבחור סיליקון אמינו עם ערכי אמוניה של 0.6 ו-0.3 עבור חומרי תערובת והחלקה להגברת הגמישות והברק;
● לסוודרים ובדי קשמיר יש תחושה כללית טובה יותר של יד בהשוואה לבדי צמר, וניתן לבחור מוצרים מורכבים בעלי ריכוז גבוה;
● גרבי ניילון, בעלות מגע חלק כתכונה העיקרית, עשויות מסיליקון אמינו בעל גמישות גבוהה;
● שמיכות אקריליות, סיבים אקריליים ובדים מעורבבים שלהם הם בעיקר רכים ודורשים גמישות גבוהה. ניתן לבחור שמן סיליקון אמינו עם ערך אמוניה של 0.6 כדי לעמוד בדרישות הגמישות;
● בדי קנבוס, בעיקר חלקים, בוחרים בעיקר בסיליקון אמינו עם ערך אמוניה של 0.3;
● משי מלאכותי וכותנה רכים בעיקר למגע, ויש לבחור בסיליקון אמינו בעל ערך אמוניה של 0.6;
● בד מופחת פוליאסטר, בעיקר כדי לשפר את ההידרופיליות שלו, ניתן לבחור בסיליקון מעובד פוליאתר ובסיליקון אמינו הידרופילי וכו'.
1. מאפייני סיליקון אמינו
לאמינו-סיליקון ארבעה פרמטרים חשובים: ערך אמוניה, צמיגות, תגובתיות וגודל חלקיקים. ארבעת הפרמטרים הללו משקפים בעיקרון את איכות האמינו-סיליקון ומשפיעים רבות על סגנון הבד המעובד. כגון תחושת יד, לובן, צבע וקלות אמולסיפיקציה של סיליקון.
① ערך אמוניה
סיליקון אמינו מעניק לבדים תכונות שונות כגון רכות, חלקות ומלאות, בעיקר הודות לקבוצות האמינו בפולימר. ניתן לייצג את תכולת האמינו על ידי ערך האמוניה, המתייחס למיליליטר של חומצה הידרוכלורית בריכוז שווה ערך הנדרש לנטרול גרם אחד של סיליקון אמינו. לכן, ערך האמוניה הוא ביחס ישר לאחוז המולי של תכולת האמינו בשמן הסיליקון. ככל שתכולת האמינו גבוהה יותר, כך ערך האמוניה גבוה יותר, והמרקם של הבד המוגמר רך וחלק יותר. הסיבה לכך היא שהעלייה בקבוצות הפונקציונליות האמינו מגדילה מאוד את הזיקה שלהן לבד, ויוצרת סידור מולקולרי קבוע יותר ומעניקה לבד מרקם רך וחלק.
עם זאת, המימן הפעיל בקבוצת האמינו נוטה להתחמצן וליצור כרומופורים, מה שגורם להצהבה או הצהבה קלה של הבד. במקרה של אותה קבוצת אמינו, ניכר שככל שתכולת האמינו (או ערך האמוניה) עולה, כך עולה הסבירות לחמצון וההצהבה מחמירה. עם עליית ערך האמוניה, הקוטביות של מולקולת הסיליקון האמינו עולה, מה שמספק תנאי מוקדם נוחים לאמולסיה של שמן סיליקון אמינו וניתן להכין ממנו מיקרו-אמולסיה. בחירת האמולסיה, גודל ופיזור גודל החלקיקים באמולסיה קשורים גם הם לערך האמוניה.
① צמיגות
צמיגות קשורה למשקל המולקולרי ופיזור המשקל המולקולרי של פולימרים. באופן כללי, ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך המשקל המולקולרי של סיליקון אמינו גדול יותר, כך תכונת יצירת הסרט על פני הבד טובה יותר, כך התחושה רכה יותר, והחלקות חלקה יותר, אך החדירות גרועה יותר. במיוחד עבור בדים מפותלים היטב ובדים בעלי דנייר עדין, סיליקון אמינו קשה לחדור לתוך פנים הסיבים, מה שמשפיע על ביצועי הבד. צמיגות גבוהה מדי גם תגרום ליציבות האמולסיה להחמיר או להקשות על יצירת מיקרו-אמולסיה. באופן כללי, לא ניתן להתאים את ביצועי המוצר אך ורק על ידי צמיגות, אלא לעתים קרובות מאוזנים על ידי ערך אמוניה וצמיגות. בדרך כלל, ערכי אמוניה נמוכים דורשים צמיגות גבוהה כדי לאזן את רכות הבד.
לכן, תחושה חלקה של מגע דורשת סיליקון אמינו מעובד בעל צמיגות גבוהה. עם זאת, במהלך העיבוד הרך והאפייה, חלק מהסיליקון האמינו מתחבר ליצירת שכבה, ובכך מגדיל את המשקל המולקולרי. לכן, המשקל המולקולרי ההתחלתי של הסיליקון האמינו שונה ממשקל המולקולרי של הסיליקון האמינו שבסופו של דבר יוצר שכבה על הבד. כתוצאה מכך, החלקות של המוצר הסופי יכולה להשתנות במידה רבה כאשר אותו סיליקון אמינו מעובד בתנאי תהליך שונים. מצד שני, סיליקון אמינו בעל צמיגות נמוכה יכול גם לשפר את מרקם הבדים על ידי הוספת חומרי קישור צולבים או התאמת טמפרטורת האפייה. סיליקון אמינו בעל צמיגות נמוכה מגביר את החדירות, ובאמצעות חומרי קישור צולבים ואופטימיזציה של התהליך, ניתן לשלב את היתרונות של סיליקון אמינו בעל צמיגות גבוהה ונמוכה. טווח הצמיגות של סיליקון אמינו טיפוסי הוא בין 150 ל-5000 צנטיפואז.
עם זאת, ראוי לציין כי לפיזור המשקל המולקולרי של סיליקון אמינו עשוי להיות השפעה גדולה יותר על ביצועי המוצר. המשקל המולקולרי הנמוך חודר לתוך הסיבים, בעוד שהמשקל המולקולרי הגבוה מתפזר על פני השטח החיצוניים של הסיבים, כך שפנים וחוץ הסיבים עטופים בסיליקון אמינו, מה שנותן לבד תחושה רכה וחלקה, אך הבעיה עשויה להיות שיציבות המיקרו-אמולסיה תיפגע אם הפרש המשקל המולקולרי גדול מדי.
① תגובתיות
סיליקון אמינו ריאקטיבי יכול לייצר קישור צולב עצמי במהלך הגימור, והגברת דרגת הקישור הצולב תגביר את החלקות, הרכות והמלאות של הבד, במיוחד מבחינת שיפור האלסטיות. כמובן, בעת שימוש בחומרי קישור צולב או הגברת תנאי האפייה, סיליקון אמינו כללי יכול גם להגביר את דרגת הקישור הצולב ובכך לשפר את הריבאונד. סיליקון אמינו עם קצה הידרוקסיל או מתילאמינו, ככל שערך האמוניה גבוה יותר, כך דרגת הקישור הצולב שלו טובה יותר, וכך גם האלסטיות שלו טובה יותר.
② גודל החלקיקים של מיקרו-אמולסיה ומטען חשמלי של אמולסיה
גודל החלקיקים של אמולסיית הסיליקון האמינו קטן, בדרך כלל פחות מ-0.15 מיקרון, כך שהאמולסיה נמצאת במצב פיזור יציב תרמודינמי. יציבות האחסון, יציבות החום ויציבות הגזירה שלה מצוינות, והיא בדרך כלל אינה שובר את האמולסיה. יחד עם זאת, גודל החלקיקים הקטן מגדיל את שטח הפנים של החלקיקים, מה שמשפר מאוד את הסתברות המגע בין הסיליקון האמינו לבד. קיבולת הספיחה על פני השטח עולה, האחידות משתפרת, והחדירות משתפרת. לכן, קל ליצור שכבה רציפה, מה שמשפר את הרכות, החלקות והמלאות של הבד, במיוחד עבור בדים בעלי דנייר עדין. עם זאת, אם פיזור גודל החלקיקים של הסיליקון האמינו אינו אחיד, יציבות האמולסיה תושפע מאוד.
המטען של מיקרו-אמולסיה של אמינו-סיליקון תלוי במתחלב. באופן כללי, סיבים אניוניים סופגים בקלות אמינו-סיליקון קטיוני, ובכך משפרים את אפקט הטיפול. הספיחה של אמולסיה אניונית אינה קלה, ויכולת הספיחה והאחידות של אמולסיה לא-יונית טובים יותר מאשר אמולסיה אניונית. אם המטען השלילי של הסיב קטן, ההשפעה על תכונות המטען השונות של המיקרו-אמולסיה תפחת במידה ניכרת. לכן, סיבים כימיים כמו פוליאסטר סופגים מיקרו-אמולסיות שונות עם מטענים שונים והאחידות שלהן טובה יותר מסיבי כותנה.
1. השפעת הסיליקון האמינו ותכונותיו השונות על תחושת היד של בדים
① רכות
למרות שתכונות הסיליקון האמינו משתפרות מאוד על ידי קישור קבוצות האמינו הפונקציונליות לבדים, וסידור מסודר של הסיליקון מעניק לבד תחושה רכה וחלקה. עם זאת, אפקט הגימור בפועל תלוי במידה רבה באופי, בכמות ובפיזור של קבוצות האמינו הפונקציונליות בסיליקון האמינו. יחד עם זאת, נוסחת האמולסיה וגודל החלקיקים הממוצע של האמולסיה משפיעים גם הם על תחושת הרכות. אם גורמי ההשפעה הנ"ל יכולים להשיג איזון אידיאלי, סגנון הגימור הרך של הבד יגיע לאופטימום, המכונה "סופר רך". ערך האמוניה של מרככי סיליקון אמינו כלליים נע בעיקר בין 0.3 ל-0.6. ככל שערך האמוניה גבוה יותר, כך קבוצות האמינו הפונקציונליות בסיליקון מפוזרות באופן שווה יותר, ותחושת הבד רכה יותר. עם זאת, כאשר ערך האמוניה גדול מ-0.6, תחושת הרכות של הבד אינה עולה באופן משמעותי. בנוסף, ככל שגודל החלקיקים של האמולסיה קטן יותר, כך היא תורמת יותר להידבקות האמולסיה ולתחושה הרכה.
② תחושה חלקה ביד
מכיוון שמתח הפנים של תרכובת הסיליקון קטן מאוד, מיקרו-אמולסיה של סיליקון אמינו קלה מאוד למריחה על פני הסיבים, ויוצרת תחושה חלקה וטובה. באופן כללי, ככל שערך האמוניה קטן יותר ומשקל המולקולרי של סיליקון אמינו גדול יותר, כך החלקות טובה יותר. בנוסף, סיליקון בעל סיומת אמינו יכול ליצור סידור כיווני מסודר מאוד הודות לכל אטומי הסיליקון בחוליות השרשרת המחוברים לקבוצת המתיל, וכתוצאה מכך תחושה חלקה מעולה.
