在上浆工程中影响浆液和纱线(液固)界面作用的因素有:浆液的浓度、粘度、酸碱性、温度、压浆力,以及纱线的结构和表面状态等,所以在浆料配方中,常需加入某些表面活性剂来改良界面的物化性能,弥补主浆料之不足。如毛纱和合成纤维上浆,在浆液中宜增加乳化剂和抗静电剂,细号纱需加些渗透剂,生产牛仔布染浆联合工艺中需用润湿剂、洗涤剂,麻纤维上浆需加些吸湿剂,易起泡沫的浆液中需增加消泡剂等,所增加的这些助剂都是表面活性剂,为此需对这些助剂的功能作简要介绍,在介绍助剂功能之前,必需对表面活性剂的几个重要物化性质有所了解。
助剂范围很广,仅表面活性剂一类的品种,就有12000多种。用作浆料的助剂主要有平滑剂、柔软剂、抗静电剂、消泡剂、渗透剂、润湿剂、防腐剂、乳化剂等近十种表面活性剂。表面活性剂的功能主要表现为它能改变表(界)面的物化性质,因而产生一系列应用性能,其主要体现在改变液体的表面、液/液界面和液/固界面的性质,其中液体的表(界)面性质是最关键的。任何表面活性剂都是由性质不同的两部分分子结构构成,一部分是由非极性的疏水亲油的碳氢链组成的基团,另一部分为亲水疏油的极性基团,这两部份分别位于分子的两端,构成不对称结构。正由于表面活性剂是由亲水基和亲油基组成的,因此它具有既亲水又亲油的两亲性质,能够吸附在水、油界面上,从而显著地降低表面张力。但并非所有的两亲分子都为表面活性剂,只有碳氢链的碳原子在8/20的两亲分子才能称为表面活性剂,碳氢链太短亲油性差,太长亲水性差,均不宜作为表面活性剂的疏水链。
表面活性剂按其溶解性分为水溶性和油溶性两大类。油溶性表面活性剂应用较少,水溶性表面活性剂按其能否解离及解离后所带电荷的类型可分为:阴离子型、阳离子型、非离子型和两性离子型四类。阴离子表面活性剂在水溶液中解离后其活性部分为负离子称阴离子,在纺织助剂中主要用于洗涤剂、润湿剂、渗透剂、分散剂和乳化剂,应用历史最久,使用量最大、价格最低廉。阳离子表面活性剂在水溶液中分离后,其活性部分为正离子称阳离子,在纺织助剂中常用作柔软剂、匀染剂、防水剂、抗静电剂和杀菌防霉剂等。非离子表面活性剂在水溶液中不解离,它的表面活性是靠整个分子中的极性部分和非极性部分来显示的,其亲水基团不带电荷如平平加10(脂肪醇聚氧乙烯醚10),按照其亲水基结构的不同,可分为聚氧乙烯基型(聚乙二醇型)和多元醇型两大类。在纺织助剂中常用作化纤油剂、乳化剂、匀染剂等。两性离子表面活性剂在水溶液中分离后,其表面活性基团同时带有阴离子和阳离子有机地结合而成,在水溶液中呈两性状态,在纺织助剂中常用作柔软剂、平滑剂、抗静电剂、匀染剂等。
助剂又称添加剂,纺织助剂是指在纺织品加工过程中加入的具有特殊功能的精细化学品。浆料中使用的助剂,绝大多数是表面活性剂的复配物,用量虽不大,但在上浆工程中有着不容忽视的作用,因为它具有润湿、渗透与防水、乳化与破乳、起泡与消泡、分散与絮凝、柔软与平滑、抗静电等一系列独特的使用功能,故素有“工业味精”之美称。在浆料配方中采用助剂的目的,除在浆液中弥补主浆料性能不足之外,还帮助主浆料更好地发挥浆液的物化性能,因而提高浆纱质量和织造效率。特别是目前各种合成纤维和新型纤维的发展以及化学合成浆料的不断开展,对各类纱线的上浆,就更需要采用不同的助剂来改善浆膜性能。