化纖油劑配制過程對表面張力的影響分析

李偉

經筆者研究，化纖油劑對纖維性能的改變能起到一定作用，其主導成分為表面活性劑，要促進纖維上油率必須選擇具有一定潤濕性的油劑，通常情況下，表面張力低的油劑反而具有較高的上油效果。為分析化纖油劑配制過程對表面張力起到的相關作用，筆者將對不同品種油劑的配制及配制過程進行相關試驗，以此對不同配比的油劑對表面張力造成的不同影響進行分析。

一、試驗儀器

筆者將采用生產于承德鼎盛試驗儀器廠的JYW-200自動表面張力儀為試驗儀器，以及上海特惠實業有限公司生產的電子恒溫磁力攪拌器，并將電子分析天平精度調整到0.1mg。

二、方法

本試驗將會選取去離子水、無水乙醇、分析醇以及滌綸短纖維油劑進行試驗，化纖油劑是由乳化劑、穩定劑、平滑劑以及抗靜電劑等表面活性劑組成。油劑乳液表面張力的測試方法可參考《表面活性劑用拉起液膜法測定表面張力》。在進行試驗時可以將不同的油劑品種的有效成分按一定比重與蒸餾水配制成油劑乳液，將無水乙醇利用儀器校正后再對油劑乳液表面張力進行測試，最后采取密度儀來對溶液密度進行測試，并通過相關公式來將油劑乳液表面張力測試出來。

三、試驗結果

通過筆者試驗研究，發現測試溫度、配制溫度、加熱攪拌時間、不同配比以及加熱溫度都會對油劑乳液表面張力產生一定影響。筆者將就以下方面進行闡述。

1.測試溫度對油劑乳液表面張力的相關影響。經試驗發現，測試溫度的高低直接影響到油劑乳液表面張力，如圖1所示：

從圖中不難看出當測試溫度越高，油劑乳液表面張力值越小，換言之，當測試溫度越低，油劑乳液表面張力值則越大，想要控制好油劑乳液表面張力就必須對測試溫度嚴格控制，只有這樣測試出的表面張力值才具有一定可比性。根據GB/T5549規定，我們在對表面張力進行測試時必須選取20～25℃之間一個溫度點。經調查儀器公司將油劑表面張力值的測試溫度點規定在40℃，但由于測試儀器不具備恒溫條件，當溶液溫度加熱至40℃后，但隨著其溫度的下降最后也會導致測試結果發生變化，不利于測試結果的精確性。據此，為了防止該現象的發生，在實際試驗中，我們將油劑溶液加熱至40℃后再將其冷卻至20℃，最后再對油劑乳液表面張力進行測試。

2.油劑品種及濃度對油劑乳液表面張力的相關影響。除測試溫度會對油劑乳液表面張力產生影響，油劑品種也會在一定程度上影響到油劑乳液表面張力，據研究，不同的油劑品種中含有的活性劑成分有所不同，因此在對其進行配制時的濃度也會存在一定差異，這種差異性往往會對油劑乳液表面張力造成影響，如圖2所示：

從圖2中不難看出，三種油劑乳液表面張力值都會隨其濃度的變化而變化，當濃度在0.05%以下時，油劑乳液表面張力受到的影響最大，當乳液濃度高于0.05%時，油劑乳液表面張力值便會呈現出穩定性。經試驗證明，不同油劑品種中所含的表面活性劑成分各不相同，且在實際試驗中，各品種油劑配制濃度皆在0.05%之上，據此在試驗過程中我們必須按一定規定來對油劑濃度進行配制，從而將不同油劑品種及濃度與油劑乳液表面張力之間的關系反映出來。

3.配制溫度對油劑乳液表面張力的相關影響。綜上，筆者對油劑品種對表面張力產生的影響進行了分析，發現不同油劑品種所含成分會有不同，配制方法差異明顯，此外，其配制溫度也會在一定程度上影響油劑乳液表面張力。不同油劑在外觀狀態上也具有不同，例如：膏狀狀、透明油狀，且大部分油劑在常溫下都不能被完全溶解，據此，在試驗時我們要對溶液不斷加熱使其溶化，筆者主要采用了幾種常用的短纖油，對其進行了不同溫度下的配制試驗。詳情見圖3。

從圖3可以看出，對常溫狀態下的幾種油劑進行攪拌，油劑也無法被完全溶解掉，為了使油劑能完全溶解，在試驗中會將溫度不斷增加，使油劑乳液能均勻性散開，直到溫度增至40℃時，膏狀油劑基本上能均勻分散在水里。根據圖表，可以發現，當油劑處于40～80℃不同溫度時對其進行加熱及攪拌，讓油劑均勻分散在水中，待其冷卻至20℃再進行表面張力測試，測試結果并未產生太大變化。

4.加熱攪拌時間對油劑乳液表面張力的相關影響。在整個試驗過程中，我們必須對油劑不斷加熱進行攪拌，讓膏狀油劑均勻分散在蒸餾水中，來保障纖維上油的均勻性。經筆者試驗發現，要讓油劑基本溶解，至少對油劑加熱攪拌5分鐘左右，詳情如圖4。

根據圖4 可以看出，加熱攪拌時間越長，油劑乳液表面張力測試結果開始呈現出下降趨勢，據圖表得知，當加熱攪拌時間達到15分鐘，油劑乳液測試結果呈現出一定穩定性，當溫度降至20℃，其表面張力值也會基礎穩定下來。

四、結論

綜上，筆者通過試驗對化纖油劑配制過程與表面張力之間的影響進行了分析，在該試驗中，筆者選擇了不同品種油劑，通過試驗發現，測試溫度的不同、油劑配比的不同、加熱溫度的不同以及油劑品種的不同都會對油劑乳液表面張力產生一定影響，為了保證張力值的準確，在配制過程中一定要注意油劑配制過程中各組分配比的穩定，提高纖維上油效率。

參考文獻：

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（編輯/劉佳）