氧化聚乙烯蜡乳液的制备及应用

   蜡产品无毒、无腐蚀性、化学性能稳定，而且具有可抛光性、自修复性、抗擦痕性和耐用性，因而用途广泛。但目前所用的各类蜡产品中主要还是石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡等，他们都是非极性的碳氢长直链结构，分子中不含亲水基团，故其乳液的制备比较困难，即便得到乳液也是一种热力学不稳定体系，故应用受到较大的限制。随技术的发展，现已开发羧基或羟基改性的氧化聚乙烯蜡，经查阅资料，发现有关氧化改性聚乙烯蜡的研究、应用的公开报道或文献不多。本文将主要探讨高密度氧化改性聚乙烯蜡乳化液的制备及其在纺织印染行业中的应用。

1 乳液的制备
1.1 原料
高密度氧化改性聚乙烯蜡、混合乳化剂（由多种表面活性剂复配）。

1.3乳化方法
      由于采用的高密度氧化聚乙烯蜡的熔滴点近120℃，高于常压下水的沸点，另外如直接加热熔融的蜡产品会有少量低分子物挥发造成大气污染，所以综合考虑实际生产的可行性，采用直接高压密闭乳化法，即把水、表面活性剂、高密度改性氧化聚乙烯蜡、添加物都一次性加入压力反应釜中，随后封闭并开始加热和搅拌，乳化一段时间后冷却即可。由于超热水是一个有效的热源，在生产中提高了熔融速度，增加产量，即使某批次不合格，也可以重新回炉加工。本试验得到是含氧化聚乙烯蜡质量百分数为40％的微乳液。
1.4乳液性能测定
1.4.1 稳定性测定
A、耐电解质稳定性
       取5ml乳液样品放在烧杯里加水到100ml,然后再加入10克硫酸钠搅匀，用塑料薄膜密封后静置24h，如不漂油、不分层。表明耐电解质稳定性良好。
B、离心稳定性
       在容量为15ml的离心试管内加入约10ml的乳液样品．放入离心沉淀器里，以3000rpm的转速离心处理30min，如果不破乳、不分层、不漂油即为稳定性好；否则为稳定性差。
C、热稳定性
      在带塞密闭比色管中装入一定量高密度氧化聚乙烯蜡乳液，然后放置在60℃的恒温水浴锅中，观察出现破乳、泛黄变色时的天数。

1.4.2乳液的透光性的测定
      用蒸馏水作参比，在紫外－可见分光光度计上测量试样的透光率，通常乳液的粒径与乳液的透光率有着直接的关系，乳液的粒径越小，光线透过乳液时受粒子散射的机率越小，吸收的光强就越小，即测得的透射率越大。经过自动扫描，测得高密度氧化聚乙烯蜡乳液的最大吸收波长在525nm，故乳液的透光率是在525nm处测定。

1.5 乳化效果的影响因素
      在总结先前对聚乙烯蜡乳液制备的经验后，本实验主要从乳化剂的选择及用量、乳化温度、乳化时间、搅拌速度等因素对乳化效果的影响分别进行探讨。
1.5.1乳化剂的选择
      虽然可以选择的表面活性剂的类型有很多，但考虑到最终产品应用的适应性和相容性，本文主要采用非离子型表面活性剂作为乳化剂，考虑对APEO类表面活性剂禁用的环保要求，本实验经过大量小试，最终选取异构脂肪醇聚氧乙烯醚A和脂肪醇聚氧乙烯醚B，通过调整他们的比例，在快速升温到130℃后恒温以一定的速度搅拌乳化45min，随后快速冷却到50℃即可，然后测试乳液体系的各项稳定性，透光率的大小。
1.5.2 乳化剂用量的确定
      当乳化剂用量为氧化聚乙烯蜡质量的10％时，蜡固体没有乳化彻底，很不稳定易分层。主要是由于氧化聚乙烯蜡是固体，将其变为分散性乳液的过程是一个热力学不稳定的过程，当乳化剂用量少时无法形成稳定牢固保护膜，并建立稳定双电层。随用量增加，透光率增大，乳液的稳定性才得以明显改善，但从降低成本和稳定性综合考虑，建议乳化剂总的用量为氧化聚乙烯蜡质量的30％左右比较适合。
1.5.3 乳化温度的确定
      本实验中所用的是高密度氧化聚乙烯蜡，其分子量较高，熔滴点为115℃以上，为了能使蜡彻底快速熔融，降低其内聚力，便于在搅拌作用下迅速、充分的分散，乳化温度必须超过它们的熔滴点，所以采用高温高压法，测试了不同的乳化温度对乳液性能的影响。当温度在高密度氧化聚乙烯蜡的熔滴点附近时，得到的是白色液体夹杂一些膏状物，随温度升高，透光率增大，各种稳定性提高。当温度在135℃时乳液稍有点变黄，而其他指标与130℃的乳化液区别不大，考虑实际生产的安全性能、操作难度以及能耗成本，建议乳化温度定为130℃比较适宜。

1.5.4乳化时间
      这里所指的乳化时间是指恒温130℃的时间，试验中对比了不同乳化时间所得乳液的各项指标。各指标随时间的延长有所提高，但到一定时间后透光率基本不太变化，从稳定性和透光率可以分析得出，时间对乳化效果影响比较小。所以为了保证产品质量，同时提高生产效率，乳化时间定为30～45min即可。
1.5.5 其他的因素的影响
      由于氧化改性聚乙烯蜡是聚乙烯先经高温裂解然后进行氧化的产物，其中含有少量羧基、羟基极性基团，为使乳化更容易进行，在乳化时有必要加入碱中和使其离子化程度增大，而且通过电荷的吸附作用，最后使乳液胶团带上电荷，形成双电层，由于静电斥力作用乳液体系也更为稳定。

2氧化改性聚乙烯蜡乳液的应用实践
      由于各种蜡产品向来具有润滑、降低摩擦系数，且能成膜均匀，覆盖性好，故可应用于各种行业，而高密度改性氧化聚乙烯蜡的分子量相对较大、熔化点高，还有优良的耐磨损性和耐洗涤性。因此本实验中试图将其应用于针织物的以下几个方面。
2.1抗起毛起球整理
      由于针织物的组织结构比疏松，且暴露的纱线表面积较大，在使用过程中不可避免地要反复经受摩擦，纤维两端会露出表面形成茸毛，当这些茸毛不能很快脱落而继续经受摩擦时，容易相互缠结形成颗粒状，造成起毛起球，从而影响织物外观。
2.1.1织物规格
      18tex (T65/C35) 涤棉针织汗布
2.1.2 整理工艺
      织物浸轧抗起毛起球剂整理液（一浸一轧，轧余率80％)→预烘(100℃×3min)→焙烘(150℃×2 min)
2.1.3 测试结果
      采用圆轨迹式织物起球仪，按照GB/T4802.1-2008 评定起毛起球等级，结果如下：水性聚氨酯乳液整理到织物表面后，经过焙烘时在纤维表面交联而减弱纤维滑移，同样均匀交联在纱线表层会使纤维末梢粘附于纱线上减少起毛的几率；并且当加了氧化改性聚乙烯蜡乳液后，由于纱线表面的摩擦系数降低，进一步使起毛几率减少，即使起毛，也由于纤维表面光滑也难以缠结在一起形成球，从而大大提高了抗起毛起球效果。
2.2 针织物顶破强力提升
      针织物由于其独特线圈结构而具有一定的拉伸性能，但他在穿着过程中容易受到外力的顶压作用而变形或破裂，况且针织物在张力、化学品、高温等剧烈条件下经历长时间的加工处理，尤其是在煮漂、酶洗、生物抛光、树脂定型等整理之后，其纤维会受到一定的损伤而造成强力下降。针织物顶破强力一旦达不到要求，最后只有降等或当作次品处理