Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2370583C2 - Method of giving hydrophilic properties to fibrous materials - Google Patents

Method of giving hydrophilic properties to fibrous materials Download PDF

Info

Publication number
RU2370583C2
RU2370583C2 RU2007123769/04A RU2007123769A RU2370583C2 RU 2370583 C2 RU2370583 C2 RU 2370583C2 RU 2007123769/04 A RU2007123769/04 A RU 2007123769/04A RU 2007123769 A RU2007123769 A RU 2007123769A RU 2370583 C2 RU2370583 C2 RU 2370583C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxyalkyleneorganosiloxane
groups
fibrous material
hydrophilic properties
fibrous materials
Prior art date
Application number
RU2007123769/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007123769A (en
Inventor
Светлана Юрьевна Богачева (RU)
Светлана Юрьевна Богачева
Анатолий Федорович Капитанов (RU)
Анатолий Федорович Капитанов
Борис Александрович Измайлов (RU)
Борис Александрович Измайлов
Алла Ивановна Чернухина (RU)
Алла Ивановна Чернухина
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина"
Priority to RU2007123769/04A priority Critical patent/RU2370583C2/en
Publication of RU2007123769A publication Critical patent/RU2007123769A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2370583C2 publication Critical patent/RU2370583C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

FIELD: textile industry.
SUBSTANCE: method consists in treatment of textile material made from fibres of various kind with water solution of oxyalkyleneorganosilokean of formula (1) with the subsequent drying at room temperature and thermal treatment at 110°C during 10 min.
Figure 00000012
, where
Figure 00000013
; 1, p, k, n, m - number of molecules in groups and number of groups accordingly; 1=14-4; p-4-14; k=1-4; m=15-24 n=1-5; R'- -CH3, -C2H5.
EFFECT: increasing hydrophilic behaviour of fibres, introduction of additional emulgators and thickeners to the solution is not required.

Description

Изобретение относится к текстильному производству и может быть использование для повышения гидрофильных свойств текстильных волокон.The invention relates to textile production and can be used to increase the hydrophilic properties of textile fibers.

Известен способ гидрофилизирующей отделки текстильных материалов путем прививки поли(мет)акрилата и превращения его в соль натрия [Патент №93025881. Россия. Публ. 1996.08.10. Способ гидрофилизирующей отделки текстильных материалов].A known method of hydrophilizing finishing of textile materials by grafting poly (meth) acrylate and converting it into a sodium salt [Patent No. 93025881. Russia. Publ. 1996.08.10. The method of hydrophilizing finishing textile materials].

Недостатком данного способа является необходимость обработки волокнистого материала раствором щелочи и кислого фосфата натрия и дальнейшей промывки горячей водой, а также невозможность его использования для смеси волокон различной природы.The disadvantage of this method is the need for processing the fibrous material with a solution of alkali and sodium hydrogen phosphate and further washing with hot water, as well as the inability to use it for a mixture of fibers of various nature.

Наиболее близким принятым за прототип является способ обработки текстильного материала составом, содержащим смесь полиорганосилоксана и полидиорганосилоксана [Патент №3932276. ФРГ. Состав для обработки текстиля и способ обработки]. Используемый полиорганосилоксан обладает гидрофильными свойствами, но является водонерастворимым соединением. Для увеличения его эмульгирующей способности при обработке волокнистых материалов добавляется другой полиорганосилоксан, выполняющий функцию поверхностно-активного вещества. Недостатком данного способа является нестабильность эмульсии, ее способность к коагуляции, обусловленная свойствами применяемого полиорганосилоксана.The closest adopted as a prototype is a method of processing a textile material with a composition containing a mixture of polyorganosiloxane and polydiorganosiloxane [Patent No. 3932276. Germany. Composition for processing textiles and processing method]. The polyorganosiloxane used has hydrophilic properties, but is a water-insoluble compound. To increase its emulsifying ability in the processing of fibrous materials, another polyorganosiloxane, which acts as a surfactant, is added. The disadvantage of this method is the instability of the emulsion, its ability to coagulate, due to the properties of the used polyorganosiloxane.

Задача заявляемого способа придания волокнистым материалам гидрофильных свойств - повышение гидрофильности волокон обработкой раствором водорастворимого гидрофильного оксиалкиленорганосилоксана.The objective of the proposed method for giving fibrous materials hydrophilic properties is to increase the hydrophilicity of the fibers by treatment with a solution of water-soluble hydrophilic hydroxyalkylene organosiloxane.

Указанная задача решается способом придания волокнистым материалам из волокон различной природы гидрофильных свойств путем пропитки водным раствором оксиалкиленорганосилоксана с последующей сушкой при комнатной температуре и термообработкой при 110°С в течение 10 мин, в котором в качестве модификатора поверхности волокон используют водорастворимые оксиалкиленорганосилоксаны общей формулы [Соболевский М.В., Музовская О.А., Попелева Г.С. Свойства и области применения кремнийорганических продуктов. Под общей ред. проф. М.В.Соболевского. М.: Химия, 1975 г. - 96 с.]:This problem is solved by the method of imparting hydrophilic properties to fibrous materials of fibers of various nature by impregnation with an aqueous solution of oxyalkyleneorganosiloxane followed by drying at room temperature and heat treatment at 110 ° C for 10 min, in which water-soluble oxyalkyleneorganosiloxanes of the general formula [Sobolevsky M .V., Muzovskaya O.A., Popeleva G.S. Properties and applications of organosilicon products. Under the general ed. prof. M.V.Sobolevsky. M .: Chemistry, 1975 - 96 S.]:

Figure 00000001
Figure 00000001

где X=-CH2-,

Figure 00000002
, -О-;where X = -CH 2 -,
Figure 00000002
, -ABOUT-;

l, p, k, n, m - число молекул в группах и число групп соответственно;l, p, k, n, m - the number of molecules in groups and the number of groups, respectively;

l=14-4, p=4-14, k=1-4, n=1-5, m=15-24;l = 14-4, p = 4-14, k = 1-4, n = 1-5, m = 15-24;

R'=-CH3, -C2H5.R '= - CH 3 , -C 2 H 5 .

Наличие в данных оксиалкиленорганосилоксанах оксиэтиленовых звеньев обуславливает их растворимость в воде. Эти вещества гидрофильны среди полиорганосилоксанов, обладающих обычно гидрофобными свойствами.The presence of oxyethylene units in these oxyalkyleneorganosiloxanes determines their solubility in water. These substances are hydrophilic among polyorganosiloxanes, which usually have hydrophobic properties.

При нанесении водного раствора данного оксиалкиленорганосилоксана на волокнистый материал на поверхности волокон образуется мономолекулярное наноразмерное органосилоксановое полимерное покрытие, у атомов кремния которого имеются ковалентно связанные с ними гидрофильные оксиалкиленовые радикалы, располагающиеся перпендикулярно поверхности волокна (фиг.1) - "щеточная геометрия" полимерного покрытия.When an aqueous solution of this oxyalkyleneorganosiloxane is applied to the fibrous material, a monomolecular nanosized organosiloxane polymer coating is formed on the surface of the fibers, the silicon atoms of which have hydrophilic hydroxyalkylene radicals covalently bonded to them, located perpendicular to the fiber surface (Fig. 1) - "brush geometry" of the polymer coating.

Механизм образования таких органосилоксановых полимерных покрытий на волокне основан на взаимодействии реакционноспособных гидрофильных силанольных Si-OH групп оксиалкиленорганосилоксана с гидроксильными, карбоксильными, амино- и другими реакционноспособными группами волокнистого материала. Оксиэтиленовые группы оксиалкиленорганосилоксана обуславливают повышение гидрофильных свойств волокон.The mechanism of formation of such organosiloxane polymer coatings on a fiber is based on the interaction of reactive hydrophilic silanol Si-OH groups of oxyalkyleneorganosiloxane with hydroxyl, carboxyl, amino, and other reactive groups of the fibrous material. The oxyethylene groups of oxyalkyleneorganosiloxane cause an increase in the hydrophilic properties of the fibers.

Взаимодействие с кератином шерсти. Концевые карбоксильные СООН группы аминокислот шерсти реагируют с силанольными Si-OH группами оксиалкиленорганосилоксана с выделением воды. Подобный механизм наблюдается для шелка и капрона.Interaction with keratin wool. The terminal carboxyl COOH groups of the amino acids of the wool react with silanol Si — OH groups of oxyalkylene organosiloxane to produce water. A similar mechanism is observed for silk and kapron.

Figure 00000003
Figure 00000003

Взаимодействие с целлюлозой хлопка. Концевые гидроксильные OH группы хлопка реагируют с Si-OH группами оксиалкиленорганосилоксана с выделением воды.Interaction with cotton pulp. The terminal hydroxyl OH groups of cotton react with the Si-OH groups of oxyalkyleneorganosiloxane to produce water.

Figure 00000004
Figure 00000004

Взаимодействие с полиэтилентерефталатом (лавсан). Концевые карбоксильные СООН и гидроксильные спиртовые ОН группы лавсана реагируют с силанольными группами оксиалкиленорганосилоксана тоже с образованием воды.Interaction with polyethylene terephthalate (lavsan). The terminal carboxyl COOH and hydroxyl alcohol OH groups of the lavsan react with the silanol groups of oxyalkyleneorganosiloxane to also form water.

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Вода удаляется при термообработке волокнистого материала, которая необходима для образования ковалентных связей между функциональными группами оксиалкиленорганосилоксана и поверхности волокнистого материала.Water is removed by heat treatment of the fibrous material, which is necessary for the formation of covalent bonds between the functional groups of oxyalkyleneorganosiloxane and the surface of the fibrous material.

Данные ИК-спектров, снятые с модифицированных образцов волокнистых материалов, содержат полосы валентных колебаний Si-O-Si связей в области 1080-1020 см-1, Si-OC связей в области 880-810 см-1, -C(O)OR связей в области 1750-1735 см-1 и деформационных колебаний Si-C связей в области 1260 и 800 см-1.The data of IR spectra taken from modified samples of fibrous materials contain stretching vibration bands of Si-O-Si bonds in the region of 1080-1020 cm -1 , Si-OC bonds in the region of 880-810 cm -1 , -C (O) OR bonds in the region of 1750-1735 cm -1 and deformation vibrations of Si-C bonds in the region of 1260 and 800 cm -1 .

Общая методика обработки волокнистых материалов заключается в следующем:The general methodology for processing fibrous materials is as follows:

1. Для повышения гидрофильности текстильных волокон готовится 1%-ный водный раствор оксиалкиленорганосилоксана.1. To increase the hydrophilicity of textile fibers, a 1% aqueous solution of oxyalkyleneorganosiloxane is prepared.

2. Волокнистый материал пропитывается этим раствором и оставляется вылеживаться при комнатной температуре с целью его равномерной по всему объему пропитки. Операцию повторяем до тех пор, пока привес волокнистого материала не достигнет 1-5% массы.2. The fibrous material is impregnated with this solution and left to be aged at room temperature in order to ensure its uniformity over the entire volume of impregnation. The operation is repeated until the weight gain of the fibrous material reaches 1-5% of the mass.

3. Модифицированный волокнистый материал подвергается термообработке при 110°С в течение 10 мин с целью фиксации оксоалкиленорганосилоксана на волокне.3. The modified fibrous material is subjected to heat treatment at 110 ° C for 10 min in order to fix the oxoalkylene organosiloxane on the fiber.

Пример 1. Обработка волокнистого материала 1,5% раствором оксиалкиленорганосилоксана, в котором X=-CH2-. В качестве волокнистого материала были взяты образцы полушерстяной гребенной ленты (70% - шерсть, 30% - лавсан). Обработка проводилась согласно изложенной методике. Повышение гидрофильности волокон оценивалось по влагосодержанию обработанных образцов по сравнению с влагосодержанием необработанных. Кинетика сушки показана на фиг.2.Example 1. The treatment of fibrous material with a 1.5% solution of oxyalkyleneorganosiloxane, in which X = -CH 2 -. As a fibrous material, samples of a half-woolen combed ribbon were taken (70% - wool, 30% - lavsan). Processing was carried out according to the described methodology. The increase in the hydrophilicity of the fibers was evaluated by the moisture content of the treated samples compared to the moisture content of the untreated ones. Drying kinetics are shown in FIG. 2.

Пример 2. Обработка волокнистого материала 1,5% раствором оксиалкиленорганосилоксана, в котором

Figure 00000007
. В качестве волокнистого материала были взяты образцы той же полушерстяной гребенной ленты. Кинетика сушки показана на фиг.3.Example 2. The treatment of fibrous material with a 1.5% solution of oxyalkyleneorganosiloxane, in which
Figure 00000007
. Samples of the same half-woolen combed ribbon were taken as fibrous material. Drying kinetics are shown in FIG. 3.

Пример 3. Обработка указанного волокнистого материала 1,5% раствором оксиалкиленорганосилоксана, в котором X=-O-. Кинетика сушки показана на фиг.4.Example 3. The processing of the specified fibrous material with a 1.5% solution of oxyalkyleneorganosiloxane, in which X = -O-. Drying kinetics are shown in FIG. 4.

Анализ результатов кинетики сушки показал, что с увеличением количества оксиалкиленорганосилоксана при соответствующих условиях сушки относительное влагосодержание образцов увеличивается. При обработке волокнистого материала оксиалкиленорганосилоксаном с конкретным радикалом X значительной разницы в повышении гидрофильных свойств не отмечено.An analysis of the drying kinetics showed that with an increase in the amount of oxyalkyleneorganosiloxane under appropriate drying conditions, the relative moisture content of the samples increases. When processing the fibrous material with oxyalkyleneorganosiloxane with a specific radical X, no significant difference in the increase in hydrophilic properties was noted.

Пример 4. Обработка волокнистого материала 1% раствором оксиалкиленорганосилоксана, в котором X=-CH2-. В качестве волокнистого материала были взяты образцы полиэфирной, хлопковой и чистошерстяной гребенной ленты. Повышение гидрофильности материала оценивалось по влагосодержанию. Изменение влагосодержания образцов исследовалось по кинетике сушки (фиг.5). Влагосодержание чистошерстяной ленты повышается значительнее, чем полиэфирной.Example 4. The treatment of fibrous material with a 1% solution of oxyalkyleneorganosiloxane, in which X = -CH 2 -. Samples of polyester, cotton and pure-wool comb ribbons were taken as fibrous material. The increase in the hydrophilicity of the material was evaluated by moisture content. The change in moisture content of the samples was studied by drying kinetics (Fig. 5). The moisture content of pure wool tape rises more than polyester.

Пример 5. Обработка волокнистого материала 1% раствором оксиалкиленорганосилоксана, в котором X=-CH2-. В качестве волокнистого материала были взяты образцы ткани: саржа (2×2), хлопок - 100%; саржа (2×1), хлопок - 100%; саржа (2×2), хлопок - 70% и вискоза - 30%. Повышение гидрофильных свойств оценивалось по влагосодержанию (таблица 1).Example 5. The treatment of fibrous material with a 1% solution of oxyalkyleneorganosiloxane, in which X = -CH 2 -. Fabric samples were taken as fibrous material: twill (2 × 2), cotton - 100%; twill (2 × 1), cotton - 100%; twill (2 × 2), cotton - 70% and viscose - 30%. The increase in hydrophilic properties was evaluated by moisture content (table 1).

Пример 6. Обработка волокнистого материала 5% раствором оксиалкиленорганосилоксана, в котором X=-CH2-. В качестве волокнистого материала были взяты образцы полушерстяной гребенной ленты. Повышение гидрофильных свойств оценивалось по влагосодержанию (таблица 2).Example 6. The treatment of fibrous material with a 5% solution of oxyalkyleneorganosiloxane, in which X = -CH 2 -. As a fibrous material, samples of a half-woolen combed ribbon were taken. The increase in hydrophilic properties was evaluated by moisture content (table 2).

Анализ результатов исследования показал, что обработка водным раствором оксиалкиленорганосилоксана придает волокнистым материалам гидрофильные свойства, влагосодержание образцов волокнистых материалов повышается до 1,8 раз.Analysis of the results of the study showed that treatment with an aqueous solution of oxyalkyleneorganosiloxane gives the fibrous materials hydrophilic properties, the moisture content of the samples of fibrous materials increases up to 1.8 times.

Таким образом, предлагаемая обработка волокнистого материала водным раствором оксиалкиленорганосилоксана позволяет повысить гидрофильность текстильных материалов из волокон различной природы, причем применяемые оксиалкиленорганосилоксаны представляют собой водорастворимые, гидролитически стабильные модификаторы поверхности волокон.Thus, the proposed treatment of the fibrous material with an aqueous solution of oxyalkyleneorganosiloxane can increase the hydrophilicity of textile materials from fibers of various nature, and the oxyalkyleneorganosiloxanes used are water-soluble, hydrolytically stable surface modifiers of the fibers.

Figure 00000008
Figure 00000008

Claims (1)

Способ придания волокнистым материалам из волокон различной природы гидрофильных свойств путем пропитки водным раствором оксиалкиленорганосилоксана с последующей сушкой при комнатной температуре и термообработки, отличающийся тем, что термообработку проводят при 110°С в течение 10 мин и используют водорастворимый оксиалкиленорганосилоксан общей формулы
Figure 00000009

где x - -CH2-,
Figure 00000010
-O-;
l, p, k, n, m - число молекул в группах и число групп соответственно;
l=14-4; p=4-14; k=1-4; m=15-24; n=1-5;
R'- -CH3, -C2H5.
A method of imparting hydrophilic properties to fibrous materials of fibers of various nature by impregnating an oxyalkyleneorganosiloxane aqueous solution with subsequent drying at room temperature and heat treatment, characterized in that the heat treatment is carried out at 110 ° C. for 10 minutes and a water-soluble oxyalkyleneorganosiloxane of the general formula is used
Figure 00000009

where x is -CH 2 -,
Figure 00000010
-O-;
l, p, k, n, m - the number of molecules in groups and the number of groups, respectively;
l = 14-4; p is 4-14; k is 1-4; m is 15-24; n is 1-5;
R'- -CH 3 , -C 2 H 5 .
RU2007123769/04A 2007-06-26 2007-06-26 Method of giving hydrophilic properties to fibrous materials RU2370583C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123769/04A RU2370583C2 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Method of giving hydrophilic properties to fibrous materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123769/04A RU2370583C2 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Method of giving hydrophilic properties to fibrous materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007123769A RU2007123769A (en) 2009-01-10
RU2370583C2 true RU2370583C2 (en) 2009-10-20

Family

ID=40373590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007123769/04A RU2370583C2 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Method of giving hydrophilic properties to fibrous materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2370583C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493305C2 (en) * 2011-12-07 2013-09-20 Учреждение Российской Академии Наук Института Элементоорганических Соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (ИНЭОС РАН) Method of imparting hydrophilic properties to materials using organosiloxane coating with glycidyl
RU2531818C2 (en) * 2011-12-07 2014-10-27 Учреждение Российской Академии Наук Институт Элементоорганических Соединений Им. А.Н. Несмеянова Ран (Инэос Ран) Method of endowing materials with hydrophilic properties using organosiloxane coating with nitrilotrimethylene phosphonic acid
US9314816B2 (en) 2011-12-07 2016-04-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of material hydrophilization by siloxanes containing nitrilopoly (methylenephosphonic acid) or derivatives thereof
US9403183B2 (en) 2011-12-07 2016-08-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of material hydrophilization by glycidol-containing siloxanes

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493305C2 (en) * 2011-12-07 2013-09-20 Учреждение Российской Академии Наук Института Элементоорганических Соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (ИНЭОС РАН) Method of imparting hydrophilic properties to materials using organosiloxane coating with glycidyl
RU2531818C2 (en) * 2011-12-07 2014-10-27 Учреждение Российской Академии Наук Институт Элементоорганических Соединений Им. А.Н. Несмеянова Ран (Инэос Ран) Method of endowing materials with hydrophilic properties using organosiloxane coating with nitrilotrimethylene phosphonic acid
US9314816B2 (en) 2011-12-07 2016-04-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of material hydrophilization by siloxanes containing nitrilopoly (methylenephosphonic acid) or derivatives thereof
US9403183B2 (en) 2011-12-07 2016-08-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of material hydrophilization by glycidol-containing siloxanes
US10221335B2 (en) 2011-12-07 2019-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of material hydrophilization by siloxanes containing nitrilopoly (methylenephosphonic acid) or derivatives thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007123769A (en) 2009-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2986218B2 (en) Internal-coated porous web with controlled location of modifier therein
EP0415254B1 (en) Stable emulsions containing amino polysiloxanes and silanes for treating fibers and fabrics
JP3007711B2 (en) Fiber treatment agent
RU2370583C2 (en) Method of giving hydrophilic properties to fibrous materials
JP2008163060A (en) Emulsion composition for forming silicone rubber for covering and impregnation-treating fibrous substrate material, and method for producing coated and impregnation-treated fibrous substrate material with silicone rubber
US5102930A (en) Silicone-based fabric finishing agent and fabric material finished therewith
CA2057136A1 (en) Process for softening and hydrophilic treating of fiber matreial with a composition including polyorganosiloxane
Shen et al. Development of durable shrink-resist coating of wool with sol-gel polymer processing
Chattopadhyay et al. Effect of silicone nano-emulsion softener on physical properties of cotton fabric
JP2009525408A (en) Novel textile surface impregnation method
JP2007525604A (en) Treatment of fabrics with emulsions containing silicone resins.
JPH10511439A (en) Cellulose fibers or yarns with reduced tendency to fibril formation
WO1988001316A1 (en) Modified fibrous products and method for their manufacture
EP1954868B1 (en) Fiber-treating agent
CN109963979B (en) Compositions containing beta-ketocarbonyl-functional organosilicon compounds
US5236465A (en) Method for shrink-proof treatment of fabric of keratinous fibers with organopolysiloxane compositions
EP3137536B1 (en) Green technology for crosslinking protein molecules for various uses
KR100832640B1 (en) Emulsion polymerized acrylated silicone copolymer for wrinkle reduction
JP2012188787A (en) Processing method for regenerated protein fiber and hair material obtained by the same
JPH09296111A (en) Microemulsion and fiber treating agent
Kusuktham Surface modification of polyester fabrics with vinyltriethoxysilane
Talebpour et al. Effects of silicone-based softener on the easy-care finished cotton fabric
RU2448128C1 (en) Oligoethoxy siloxanes with hydrophilic n,n-bis(1,2-dihydroxypropyl)aminoalkyl groups and synthesis method thereof
RU2456293C1 (en) Alkoxysilanes with hydrophilic n-(1,2-dihydroxypropyl)aminoalkyl-containing and n-trialkoxysilyl alkylurethane-containing groups and production method thereof
EP1966433B1 (en) Fiber modifying method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100627