表面活性劑能在纖維表面形成疏水基向外的反向吸附,降低纖維物質(zhì)的動(dòng)、靜摩擦因數(shù),從而獲得平滑柔軟的手感。通??偸菍⒈砻婊钚詣┡c油劑一起混合使用,表面活性劑可有效降低纖維物質(zhì)的靜摩擦因數(shù),油劑則可以降低纖維物質(zhì)的動(dòng)摩擦因數(shù)。柔軟潤(rùn)滑的效果可以用靜摩擦因數(shù)和動(dòng)摩擦因數(shù)的差值來(lái)表示,差值越小,柔軟潤(rùn)滑性越強(qiáng)。
不同類型的柔軟劑使用于不同類型的纖維表面。紙纖維表面帶負(fù)電荷,用陽(yáng)離子或兩性離子表面活性劑的效果要好得多。柔軟劑、平滑劑的配方中除了表面活性劑外,一般要加入有機(jī)硅高分子或羊毛脂這樣的脂類,以充分降低纖維表面能。
柔軟劑作用機(jī)理:纖維分子鏈中含有多個(gè)羥基,且為直鏈型大分子,鏈間有很強(qiáng)的分子間力及氫鍵締合,具有較高的結(jié)晶度,屬于剛性鏈。通過(guò)打漿等機(jī)械作用可以使纖維分子分散,降解和降低結(jié)晶度,能夠起到一定的助軟作用,但還是達(dá)不到對(duì)紙的柔軟要求。要使紙張柔軟,應(yīng)使其中的纖維分子間的相互作用力降低,使鏈段和分子鏈都能夠運(yùn)動(dòng),而柔軟劑的作用則是在纖維之間形成非極性隔離膜,這樣分子鏈易在應(yīng)力下發(fā)生相互滑移和運(yùn)動(dòng)。紙張柔軟劑大多數(shù)是含有C16以上的疏水基團(tuán)的表面活性劑。在適宜的工藝條件下,附著在纖維的表面上,可形成包裹纖維的疏水膜,從而使纖維構(gòu)成的紙頁(yè)柔軟性得到改善。
有機(jī)硅高分子的柔軟機(jī)理是以極性的硅氧鏈與纖維形成氫鍵,而疏水基朝外排列形成低能薄膜,大大減少纖維間的分子間力,故有機(jī)硅高分子是效果最好的一類紙張柔軟劑。聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、石蠟及硬脂酸酯、硬脂酸雙酰胺、羊毛脂等,主要是滲透到纖維間,起到隔離和潤(rùn)滑作用,使纖維分子易于運(yùn)動(dòng)。
最常用的是非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑量,其中非離子表面活性劑脫除樹(shù)脂的效果又明顯高于陰離子表面活性劑。二者復(fù)配則效果更好。聚氧乙烯型非離子表面活性劑脫除樹(shù)脂的效果主要取決于其環(huán)氧乙烷含量和添加量。用著樹(shù)脂脫除劑的陰離子表面活性劑有十二烷基苯磺酸鈉、四聚丙烯苯磺酸鈉、脂肪醇硫酸鹽、二甲苯磺酸鈉、縮合萘碘酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯鈉等。用著樹(shù)脂脫除劑的非離子表面活性劑有烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚醚等。