化纤油剂配制过程对表面张力的影响分析

李伟

经笔者研究，化纤油剂对纤维性能的改变能起到一定作用，其主导成分为表面活性剂，要促进纤维上油率必须选择具有一定润湿性的油剂，通常情况下，表面张力低的油剂反而具有较高的上油效果。为分析化纤油剂配制过程对表面张力起到的相关作用，笔者将对不同品种油剂的配制及配制过程进行相关试验，以此对不同配比的油剂对表面张力造成的不同影响进行分析。

一、试验仪器

笔者将采用生产于承德鼎盛试验仪器厂的JYW-200自动表面张力仪为试验仪器，以及上海特惠实业有限公司生产的电子恒温磁力搅拌器，并将电子分析天平精度调整到0.1mg。

二、方法

本试验将会选取去离子水、无水乙醇、分析醇以及涤纶短纤维油剂进行试验，化纤油剂是由乳化剂、稳定剂、平滑剂以及抗静电剂等表面活性剂组成。油剂乳液表面张力的测试方法可参考《表面活性剂用拉起液膜法测定表面张力》。在进行试验时可以将不同的油剂品种的有效成分按一定比重与蒸馏水配制成油剂乳液，将无水乙醇利用仪器校正后再对油剂乳液表面张力进行测试，最后采取密度仪来对溶液密度进行测试，并通过相关公式来将油剂乳液表面张力测试出来。

三、试验结果

通过笔者试验研究，发现测试温度、配制温度、加热搅拌时间、不同配比以及加热温度都会对油剂乳液表面张力产生一定影响。笔者将就以下方面进行阐述。

1.测试温度对油剂乳液表面张力的相关影响。经试验发现，测试温度的高低直接影响到油剂乳液表面张力，如图1所示：

从图中不难看出当测试温度越高，油剂乳液表面张力值越小，换言之，当测试温度越低，油剂乳液表面张力值则越大，想要控制好油剂乳液表面张力就必须对测试温度严格控制，只有这样测试出的表面张力值才具有一定可比性。根据GB/T5549规定，我们在对表面张力进行测试时必须选取20～25℃之间一个温度点。经调查仪器公司将油剂表面张力值的测试温度点规定在40℃，但由于测试仪器不具备恒温条件，当溶液温度加热至40℃后，但随着其温度的下降最后也会导致测试结果发生变化，不利于测试结果的精确性。据此，为了防止该现象的发生，在实际试验中，我们将油剂溶液加热至40℃后再将其冷却至20℃，最后再对油剂乳液表面张力进行测试。

2.油剂品种及浓度对油剂乳液表面张力的相关影响。除测试温度会对油剂乳液表面张力产生影响，油剂品种也会在一定程度上影响到油剂乳液表面张力，据研究，不同的油剂品种中含有的活性剂成分有所不同，因此在对其进行配制时的浓度也会存在一定差异，这种差异性往往会对油剂乳液表面张力造成影响，如图2所示：

从图2中不难看出，三种油剂乳液表面张力值都会随其浓度的变化而变化，当浓度在0.05%以下时，油剂乳液表面张力受到的影响最大，当乳液浓度高于0.05%时，油剂乳液表面张力值便会呈现出稳定性。经试验证明，不同油剂品种中所含的表面活性剂成分各不相同，且在实际试验中，各品种油剂配制浓度皆在0.05%之上，据此在试验过程中我们必须按一定规定来对油剂浓度进行配制，从而将不同油剂品种及浓度与油剂乳液表面张力之间的关系反映出来。

3.配制温度对油剂乳液表面张力的相关影响。综上，笔者对油剂品种对表面张力产生的影响进行了分析，发现不同油剂品种所含成分会有不同，配制方法差异明显，此外，其配制温度也会在一定程度上影响油剂乳液表面张力。不同油剂在外观状态上也具有不同，例如：膏状状、透明油状，且大部分油剂在常温下都不能被完全溶解，据此，在试验时我们要对溶液不断加热使其溶化，笔者主要采用了几种常用的短纤油，对其进行了不同温度下的配制试验。详情见图3。

从图3可以看出，对常温状态下的几种油剂进行搅拌，油剂也无法被完全溶解掉，为了使油剂能完全溶解，在试验中会将温度不断增加，使油剂乳液能均匀性散开，直到温度增至40℃时，膏状油剂基本上能均匀分散在水里。根据图表，可以发现，当油剂处于40～80℃不同温度时对其进行加热及搅拌，让油剂均匀分散在水中，待其冷却至20℃再进行表面张力测试，测试结果并未产生太大变化。

4.加热搅拌时间对油剂乳液表面张力的相关影响。在整个试验过程中，我们必须对油剂不断加热进行搅拌，让膏状油剂均匀分散在蒸馏水中，来保障纤维上油的均匀性。经笔者试验发现，要让油剂基本溶解，至少对油剂加热搅拌5分钟左右，详情如图4。

根据图4 可以看出，加热搅拌时间越长，油剂乳液表面张力测试结果开始呈现出下降趋势，据图表得知，当加热搅拌时间达到15分钟，油剂乳液测试结果呈现出一定稳定性，当温度降至20℃，其表面张力值也会基础稳定下来。

四、结论

综上，笔者通过试验对化纤油剂配制过程与表面张力之间的影响进行了分析，在该试验中，笔者选择了不同品种油剂，通过试验发现，测试温度的不同、油剂配比的不同、加热温度的不同以及油剂品种的不同都会对油剂乳液表面张力产生一定影响，为了保证张力值的准确，在配制过程中一定要注意油剂配制过程中各组分配比的稳定，提高纤维上油效率。

参考文献：

[1]韩春艳，季轩，李红芳. 化纤油剂配制过

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[2]陈琦君， 刘旭良. 化纤油剂的配方设计

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（编辑/刘佳）