表面活性劑能在纖維表面形成疏水基向外的反向吸附,降低纖維物質(zhì)的動、靜摩擦因數(shù),從而獲得平滑柔軟的手感。通??偸菍⒈砻婊钚詣┡c油劑一起混合使用,表面活性劑可有效降低纖維物質(zhì)的靜摩擦因數(shù),油劑則可以降低纖維物質(zhì)的動摩擦因數(shù)。柔軟潤滑的效果可以用靜摩擦因數(shù)和動摩擦因數(shù)的差值來表示,差值越小,柔軟潤滑性越強(qiáng)。
不同類型的柔軟劑使用于不同類型的纖維表面。紙纖維表面帶負(fù)電荷,用陽離子或兩性離子表面活性劑的效果要好得多。柔軟劑、平滑劑的配方中除了表面活性劑外,一般要加入有機(jī)硅高分子或羊毛脂這樣的脂類,以充分降低纖維表面能。
柔軟劑作用機(jī)理:纖維分子鏈中含有多個羥基,且為直鏈型大分子,鏈間有很強(qiáng)的分子間力及氫鍵締合,具有較高的結(jié)晶度,屬于剛性鏈。通過打漿等機(jī)械作用可以使纖維分子分散,降解和降低結(jié)晶度,能夠起到一定的助軟作用,但還是達(dá)不到對紙的柔軟要求。要使紙張柔軟,應(yīng)使其中的纖維分子間的相互作用力降低,使鏈段和分子鏈都能夠運(yùn)動,而柔軟劑的作用則是在纖維之間形成非極性隔離膜,這樣分子鏈易在應(yīng)力下發(fā)生相互滑移和運(yùn)動。紙張柔軟劑大多數(shù)是含有C16以上的疏水基團(tuán)的表面活性劑。在適宜的工藝條件下,附著在纖維的表面上,可形成包裹纖維的疏水膜,從而使纖維構(gòu)成的紙頁柔軟性得到改善。
有機(jī)硅高分子的柔軟機(jī)理是以極性的硅氧鏈與纖維形成氫鍵,而疏水基朝外排列形成低能薄膜,大大減少纖維間的分子間力,故有機(jī)硅高分子是效果最好的一類紙張柔軟劑。聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、石蠟及硬脂酸酯、硬脂酸雙酰胺、羊毛脂等,主要是滲透到纖維間,起到隔離和潤滑作用,使纖維分子易于運(yùn)動。
最常用的是非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑量,其中非離子表面活性劑脫除樹脂的效果又明顯高于陰離子表面活性劑。二者復(fù)配則效果更好。聚氧乙烯型非離子表面活性劑脫除樹脂的效果主要取決于其環(huán)氧乙烷含量和添加量。用著樹脂脫除劑的陰離子表面活性劑有十二烷基苯磺酸鈉、四聚丙烯苯磺酸鈉、脂肪醇硫酸鹽、二甲苯磺酸鈉、縮合萘碘酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯鈉等。用著樹脂脫除劑的非離子表面活性劑有烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚醚等。