陰離子表面活性劑在油劑中應(yīng)用主要是以磺酸鹽及磷酸鹽形式。早期油劑抗靜電劑大都以磺酸鹽類為主,但由于該類表面活性劑在油劑中使用有一定局限性,且潤滑及抗靜電性能均遜于磷酸酯類表面活性劑,所以現(xiàn)代油劑中的陰離子表面活性劑以磷酸鹽為主,特別是烷基磷酸酯及其鹽(APK)和它的環(huán)氧乙烷(EO)加成物是現(xiàn)代油劑中優(yōu)良的抗靜電劑及潤滑劑。
APK是目前各類纖維,特別是短纖維油劑中常用的組份,它具有良好的抗靜電性和平滑性,而且耐熱性能較好,熱揮發(fā)少,并可增加油膜強度以減少絲束磨耗。油劑中常用的APK是以高碳醇(C12~C16)和P2O5進(jìn)行磷酸化反應(yīng),通過水解調(diào)節(jié)單雙酯比例,成酯后與KOH中和即得。
纖維表面上油后其平滑程度通常用摩擦系數(shù)μ表示,纖維和纖維間摩擦系數(shù)F/Fμ及纖維和金屬間的摩擦系數(shù)F/Mμ與油劑有較大的關(guān)聯(lián)。
F/F靜摩擦系數(shù)μs及動摩擦系數(shù)μd和烷基長度有密切關(guān)系。當(dāng)烷基鏈碳數(shù)增加時,F(xiàn)/Fus減少,當(dāng)烷基鏈增加到C14以上時,μs變化趨于平穩(wěn),而μd上升。由于平滑性主要取決于μs,所以碳數(shù)增加,平滑性增大,而集束性下降。因此使用APK,在配方中要適量,并選擇合適的烷基碳數(shù),可獲得滿意結(jié)果。
在油劑中加入抗靜電劑,可以克服纖維帶電現(xiàn)象,從而可消除雜紡絲、牽伸、紡織等工序中所產(chǎn)生的毛絲、膨松、斷頭、繞羅拉、下棉網(wǎng)等現(xiàn)象。APK具有良好的抗靜電作用,特別在高濕情況下更為明顯??轨o電性受APK中集中因素的影響:
1)APK烷基碳數(shù)對抗靜電的影響:烷基碳數(shù)增加,疏水基團(tuán)亦相應(yīng)增大,而極性基團(tuán)相對變小,減少了纖維的吸濕性,增加了靜電荷積累,而使抗靜電效果減弱。
2)APK濃度(M)對抗靜電的影響:一般情況,M越高,抗靜電效果好。例如:C18PK抗靜電效果比C12PK差些,但隨著M升高而差異減小。
3)APK中的單雙酯比例對抗靜電性的影響:在APK的制備中,由于工藝條件的變化而產(chǎn)生不同比例的單雙酯APK。由于單酯中APK含有二個羥基鉀鹽,而雙酯APK中僅含有一個羥基鉀鹽,前者明顯比后者吸濕性大,而靜電荷積累少,抗靜電性能強。