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嵌段聚醚高分子表面活性剂在ES纤维亲水油剂中的应用与性能研究

一、引言

1.1研究背景与意义

ES纤维作为一种特殊的复合纤维，由皮层聚乙烯（PE）和芯层聚丙烯（PP）构成，这种独特结构使其经热风粘合制成的ES热风无纺布具备柔软性、无毒无刺激、强度好等优势，成为制造妇女卫生巾和婴儿纸尿裤等卫生用品覆面层的理想材料。在实际应用中，由于ES纤维无纺布的皮层PE具有疏水性，且织造结构紧密，导致血和尿液等体液难以顺利透过，严重影响了卫生用品的使用性能。因此，对ES纤维进行亲水改性至关重要，而添加亲水油剂是目前赋予ES纤维无纺布亲水性能的主要手段。

嵌段聚醚高分子表面活性剂作为一类重要的表面活性剂，其分子结构中聚氧乙烯基部分为亲水基，聚氧丙烯基部分因带有甲基而具有憎水性，成为疏水基。通过调整分子链中嵌段序列的长度和含量，其表面活性可在较大范围内变化。这种独特的结构特性使得嵌段聚醚高分子表面活性剂在提升ES纤维亲水油剂性能方面具有重要作用。它能够降低油水界面张力，提高油剂在ES纤维表面的铺展和润湿能力，增强油剂与纤维之间的结合力，从而有效改善ES纤维的亲水性能，使其更好地满足卫生用品等领域的实际需求。深入研究基于嵌段聚醚高分子表面活性剂的ES纤维亲水油剂，对于推动ES纤维在卫生用品等领域的广泛应用、提高产品性能、降低生产成本以及打破国外产品在该领域的垄断局面具有重要的现实意义。

1.2国内外研究现状

在国外，ES纤维亲水油剂的研究起步较早且取得了显著进展。例如，Haruhiko等以聚醚硅油（Mw=1000-10000）、甘氨酸衍生物、二甲基烷基琥珀酸盐、磷酸酯钾盐、酯类、聚胺化合物等组份研制了含硅亲水整理剂，经该整理剂整理后疏水无纺布的第5次透水时间从20s降到5s以内，大大提升了多次亲水效果。日本竹本公司的NW-2099亲水油剂含有聚醚硅油、烷基醇聚氧乙烯醚、磺酸盐类、磷酸酯钾盐等成分，该油剂整理后的ES无纺布5次透水时间都在2s以内，展现出极佳的多次亲水性能。在嵌段聚醚高分子表面活性剂的研究方面，国外学者对其合成方法、结构与性能关系以及在不同领域的应用进行了深入探讨。他们通过优化合成工艺，制备出具有特定结构和性能的嵌段聚醚，以满足不同应用场景的需求。

国内在ES纤维亲水油剂的研究方面起步相对较晚，但近年来也取得了一定成果。蔡凌云研发的ES纤维亲水整理剂包含甜菜碱两性表面活性剂、抗静电剂、乳化剂等组份，该类亲水整理剂在PE薄膜表面铺展性能良好，整理后的ES非织造布5次透水时间均小于5s，返湿量小于0.13g。陈晶晶等采用TF-629型亲水剂对平方米质量20g/m2的ES热风布进行亲水整理改性，经整理后的无纺布单次透水时间为1.59s，3次透水时间总和小于20s，具备稳定持久的亲水性。彭丽等研究了表面活性剂结构与其在PE薄膜上铺展性能的关系，测试了不同基团封端的三硅氧烷聚氧乙烯醚表面活性剂与阴非离子表面活性剂等的配伍效果，所研制的亲水整理剂的综合性能已接近国外产品指标或国外学者报道的研究结果。然而，目前国内对ES油剂中聚醚硅油的自身作用及其与其他表面活性剂配伍的关系研究还不够深入，相关报道较少。在嵌段聚醚高分子表面活性剂的研究上，虽然在合成技术和性能研究方面有一定发展，但与国外相比，在产品种类的丰富度和性能的稳定性等方面仍存在差距。

当前研究仍存在一些不足与空白。对于ES纤维亲水油剂的配方优化和性能提升方面，还需要进一步深入研究各种添加剂之间的协同作用机制，以开发出性能更加优异、成本更低的亲水油剂。在嵌段聚醚高分子表面活性剂的研究中，如何更加精准地控制其分子结构，以实现对ES纤维亲水性能的有效调控，还需要进一步探索。此外，对于基于嵌段聚醚高分子表面活性剂的ES纤维亲水油剂在实际应用过程中的长期稳定性和安全性研究还相对较少，这也是未来需要重点关注和研究的方向。

1.3研究内容与方法

本论文主要研究内容包括：对不同结构的嵌段聚醚高分子表面活性剂的表面活性、乳化性能、润湿性能等基本性能进行测试与分析，探究其结构与性能之间的关系；将嵌段聚醚高分子表面活性剂与其他表面活性剂进行复配，研究复配体系的协同效应，筛选出具有良好协同效果的复配组合；以嵌段聚醚高分子表面活性剂为关键组分，结合其他添加剂，进行ES纤维亲水油剂配方的筛选与优化，考察油剂对ES纤维无纺布的亲水性能、抗静电性能、柔软性能等的影响；研究基于嵌段聚醚高分子表面活性剂的ES纤维亲水油剂在不同应用条件下（如温度、湿度、使用时间等）的性能稳定性，确定其最佳应用条件。

在研究方法上，采用实验研究与理论分析相结合的方式。通过实验