多羥基Bola有機硅季銨鹽的合成、表征及其應用性能

程文靜，余林，程高，鐘遠紅，鄭成，毛桃嫣

（1廣東工業大學輕工化工學院，廣東省教育廳清潔化學技術重點實驗室，廣東廣州510006；2廣州大學精細化工研究所，廣東廣州510006）

引 言

有機硅表面活性劑帶有Si—O鍵，具有表面活性高、潤濕鋪展性好、乳化穩定性好、生理毒性低和環保友好的特點，已經被作為分散劑、消泡劑、柔軟劑等在紡織、輕工、化工、醫藥醫療、農業等領域得到了廣泛應用[1-5]。有機硅季銨鹽是在硅原子上連有機季銨基團的化合物，不僅具有有機硅產品的特性，而且具有季銨鹽的抗菌、抑菌性和表面活性[6-10]。

Bola表面活性劑具有穩定單層類脂膜與囊泡的能力、獨特的表面性能以及聚集和自組裝行為[11-15]，與傳統表面活性劑相比，Bola型表面活性劑還具有較高的臨界膠束濃度(CMC)以及較低的Krafft點[16-17]。Zhai等[18]以松香為原料合成了n-偶氮苯偶氮酰亞胺羧酸鈉，并研究了pH變化對此Bola表面活性劑泡沫性能的影響。劉萍萍等[19]以1,10-癸二醇、環氧氯丙烷和三甲胺鹽酸鹽為原料，合成了一種陽離子Bola型表面活性劑，用于腈綸染色時表現出了良好的性能，隨著用量的增加，對陽離子染料的緩染效果明顯增加。陳祎航等[20]合成了一種新型Bola表面活性劑，并探討了其自組裝形為。Tu等[21]使用5,15-雙(4-氨基芐基)-10,20-聯苯卟啉與雙倍量的氮-丁氧羰基-L-賴氨酸為原料進行反應，得到了一種兩性Bola型表面活性劑，并探討了其形成的納米級結構。陶月陽[22]以八甲基環四硅氧烷(D4)和1,3-雙(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(AT)為原料合成了不同胺值的雙氨丙基封端聚硅氧烷(ATPS)，然后分別與丙烯酸甲酯反應得到中間體，再進一步皂化得到DBPS和TBPS兩個系列Bola表面活性劑，研究了表面活性劑的水溶性、表面活性和聚集行為，結果表明DBPS和TBPS表面活性劑比氨基酸烷烴類表面活性劑具有更高的表面活性。

在織物制造業中，有機硅表面活性劑能給予織物優越的柔軟手感和光滑表面[6]。然而，這些傳統的有機硅整理劑涉及一些嚴重的缺點限制了它們的應用性能[9,23]。一方面，傳統的有機硅整理劑整理織物后，由于氨基被質子化，很容易吸附在棉織物表面，使得織物暴露在高溫或紫外線下很容易被氧化導致發黃；另一方面，傳統的有機硅整理劑穩定性欠佳，尤其是處于強堿、高剪切、高溫(100℃)環境時，乳液會出現破乳現象，導致聚集的乳液會沾到坯布上而產生“硅斑”，限制了其在復雜條件下的使用。

Bola有機硅季銨鹽兼具有機硅[24-25]和Bola表面活性劑的優點[26-28]，基于此，本文通過1,3-二(3-縮水甘油醚丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(EDH)的擴鏈反應合成端環氧硅油，以其為原料與葡甲胺胺化得到中間體有機硅嵌段聚合物(PTSO)，然后用γ-氯丙基三甲氧基硅烷(CPTSO)季銨化改性合成Bola有機硅季銨鹽(BPTSO)，并對它的結構、處理紡織品的微觀形貌、柔軟度、親水性和增深性等性能進行研究，并對Bola有機硅季銨鹽的合成工藝進行優化。

1 實驗材料和方法

1.1 主要試劑及儀器材料

1,3-二(3-縮水甘油醚丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(EDH)，≥99%，常州市廣華化工新材料有限公司；八甲基環四硅氧烷(D4)，99.5%，江西星火有機硅；四甲基氫氧化銨(THMA)，AR，阿拉丁；異丙醇、冰乙酸、乙二醇單丁醚、葡甲胺，AR，阿拉丁；γ-氯丙基三甲氧基硅烷，AR，麥克林；實驗用水均為去離子水。

DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鞏義市予華儀器廠；XHRE-2000A型旋轉蒸發器，上海霄漢實驗發展有限公司；Tensor 27傅里葉變換紅外光譜儀，瑞士Bruker公司；AV III，Ascend 500 HD型核磁共振儀(TMS為內標，CDCl3為溶劑)，瑞士Bruker公司；Agilent 1260型高效液相色譜儀，安捷倫科技公司；K100表面張力儀，德國Kruss公司；TGA 4000熱重分析儀，美國PerkinElmer。RH-R1000型柔軟度儀，廣州潤湖儀器有限公司；SBDY-1型數顯白度儀，上海悅豐儀器儀表公司；Datacolor SF-600plus計算機測色儀，美國Datacolor公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 Bola有機硅季銨鹽的制備

（1）擴鏈：稱取500 g八甲基環四硅氧烷(D4)、5.88 g 1,3-二(3-縮水甘油醚丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(EDH)和0.25 g催化劑四甲基氫氧化銨(THMA)加入四口燒瓶中，反應物在90℃下保溫10 h，然后升溫至150℃，繼續保溫0.5 h至催化劑THMA分解完全。隨后對粗產品減壓(-0.09～-0.1 MPa)蒸餾0.5 h，脫除低沸物，得到無色透明黏稠液體，即為端環氧硅油(ETSO)，ETSO的分子量可由D4和EDH的質量比調節。

(2)胺化：稱取144.24 g端環氧硅油、7.81 g葡甲胺、101.37 g異丙醇[反應物總量的40%(質量)]加入四口燒瓶中，反應物在80℃反應8 h，得到淺黃色透明黏稠液體，即為有機硅嵌段硅油(PTSO)，PTSO的分子量為9603 g/mol。

(3)季銨化：稱取一定量CPTSO加入到PTSO中，在80℃繼續反應3 h，然后在80℃下用旋轉蒸發儀脫除溶劑，得到透明黏稠液體，即為Bola有機硅季銨鹽(BPTSO)，合成路線如圖1(a)所示。主要考察季銨化試劑種類、反應物摩爾比n(PTSO)∶n(CPTSO)、反應溫度、反應時間對PTSO轉化率的影響。

參照文獻[11]合成了ATSO，制備了ATSO乳液并對該乳液的穩定性、柔軟度、白度等性能進行評價，結構式如圖1(b)所示。

1.2.2 BPTSO乳液的制備 采用相轉變工藝來配制BPTSO乳液。

圖1 BPTSO的合成路線Fig.1 Synthesis route of Bola silicone quaternary ammoniumsalts

(1)稱取100 g BPTSO和非離子表面活性劑(10.2 g聚乙烯基吡咯烷酮、4.8 g蓖麻油聚氧乙烯醚)，升溫至30～35℃，開啟攪拌，在轉速為700 r/min條件下攪拌10 min，加入1/20(共690 g)的水進行預乳化，攪拌30 min，形成油包水的狀態；

(2)加入3.8 g乙二醇單丁醚和3.6 g陰離子表面活性劑(AEC-11)，攪拌10 min；平均分5次加入3.2 g冰乙酸，每次攪拌2 min，然后提高攪拌速度至1000～1200 r/min，繼續攪拌5 min，加入1/20的水攪拌10 min，如此重復5次。乳化過程中，乳液體系從油包水型轉變為水包油型，轉相成功后逐漸加入剩余的水，在室溫下繼續攪拌10～15 min，調節pH為5.5～6.5，得到BPTSO乳液。

1.3 定量分析方法

用鹽酸-乙醇滴定法(鹽酸乙醇標準溶液為滴定液，溴酚藍作為指示劑)測定叔胺的轉化率[13]。

1.4 產物結構表征

采用KBr法在Nicolet 560光譜儀上進行FT-IR光譜分析；以CDCl3為溶劑，在Bruker 400 MHz核磁共振波譜儀上記錄1H NMR譜；采用TGA 4000型熱分析儀進行TGA熱重分析。

1.5 Bola有機硅季銨鹽乳液性能測試

用表面張力儀測試乳液的CMC；用馬爾文激光納米粒度儀測試乳液的粒徑；采用JEM1200EX測試乳液的結構。

1.6 Bola有機硅季銨鹽乳液的應用性能測試

用BPTSO、PTSO乳液對織物進行整理[1]，然后對其進行應用性測試。

參照GB/T 8942—2002進行柔軟度測試；采用S-570掃描電子顯微鏡(日立)測試BPTSO整理后織物的表面形貌；參照GB/T 17644—1998進行抗黃變性能測試。

采用微量移液器移取一定量水滴(5μl)滴加到水平鋪展的織物表面，用秒表記錄水滴在織物表面完全鋪展所用的時間，測試親水性。

參照GB/T 3921.3—1997進行泡水牢度測試，參照GB/T 3920—1997進行摩擦牢度測試，參照HG/T 5499—2018進行增深效果測試。

2 實驗結果與討論

2.1 Bola有機硅季銨鹽的合成優化

2.1.1 季銨化試劑的選擇 在反應物摩爾比n(PTSO)∶n(CPTSO)=1∶1，反應溫度T=80℃，反應時間t=3 h，反應物質60%（質量）條件下，分別考察5種季銨化試劑對PTSO轉化率的影響，結果如表1所示。

表1 不同季銨化試劑對PTSO的轉化率Table 1 Conversion rates of PTSO with different quaternary ammonium reagents

由表1可知，用硫酸二乙酯對有機硅嵌段聚合物進行改性，PTSO轉化率只有76.3%，用三甲基氯化銨鹽酸鹽和硫酸二甲酯時，PTSO轉化率相當，γ-氯丙基三甲氧基硅烷季銨化后轉化率高達97.6%。這是由于γ-氯丙基三甲氧基硅烷中的Si—OCH3結構可形成空間網狀交聯，結構更加穩定[24,29]；而硫酸二甲酯缺乏這樣的功能性基團，無法實現空間上的水解再交聯。因此，選γ-氯丙基三甲氧基硅烷做季銨化試劑。

2.1.2 反應條件的選擇 γ-氯丙基三甲氧基硅烷作季銨化試劑，反應物摩爾比n(PTSO)∶n(CPTSO)=1∶1，反應物質量濃度60%條件下，分別考察反應溫度和反應時間對PTSO轉化率的影響，結果如圖2所示。

由圖2(a)可知，隨著反應時間的延長轉化率逐漸增加，當時間延長到3 h后，轉化率增加不明顯，同時反應時間過長也會加深產品顏色，因此選擇2～4 h作為反應時間的優化范圍。當反應溫度由50℃升高到80℃時，PTSO的最終轉化率由65%增加到95%，繼續升高溫度，轉化率不再增加。這是因為溫度升高后，反應系統獲得更多能量使分子運動加劇，從而提高反應速率；反應溫度對轉化率有很大影響，這是因為季銨化過程是吸熱反應，升溫有利于平衡正向移動從而提高轉化率[30-31]。考慮到異丙醇的沸點是83℃，因此選擇60～80℃作為反應溫度的優化范圍。

由圖2(b)可知，當反應物摩爾比由1∶0.8增加到1∶1.2時，PTSO轉化率從72%增加到98.5%，繼續增加季銨化試劑的用量，轉化率增加并不明顯。這是因為季銨化反應是親電加成，屬于SN2歷程，季銨化試劑用量增加，更容易進攻叔胺位置[32-33]，表現為轉化率增加，反應物摩爾比在1∶1.2時已經達到了較大的轉化率；繼續增加季銨化試劑，叔胺位置位阻增加，多余的季銨化試劑無法進入，因此季銨化轉化率不再增加，多余的γ-氯丙基三甲氧基硅烷不再參與反應，使得PTSO轉化率不再增加。因此，反應最佳物料摩爾比n(PTSO)∶n(CPTSO)范圍為1∶1.0～1∶1.2。

圖2 不同反應條件時PTSO的轉化率Fig.2 Conversion rate of PTSOwith different reaction conditions

2.1.3 正交實驗工藝優化 選取季銨化合成工藝中的反應溫度(60、70、80℃)、反應時間(2、3、4 h)、反應物摩爾比(1∶1.0、1∶1.1、1∶1.2)進行三因素三水平正交實驗設計，L9(33)實驗結果如表2、表3所示。

表2 正交實驗因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments

由表3可知，通過對比分析3個因素的極差大小，可以確定最優水平的組合方案為A3B3C2，即合成Bola有機硅季銨鹽的最優工藝條件為：反應溫度為80℃，物料摩爾比為n(PTSO)∶n(CPTSO)=1∶1.2，反應時間為3 h。同時，為檢驗此最優工藝條件的可靠性，再進行3次重復性實驗，PTSO平均轉化率達98.60%。從工藝優化的結果來看，選擇合適的季銨化試劑、較高的反應溫度以及物料摩爾比的共同促進，對季銨化過程起到了協同增效的作用，取得了較好的實驗結果，極大地提高了反應效率，降低了反應難度。

2.2 Bola有機硅季銨鹽的結構表征

BPTSO的紅外吸收光譜和核磁共振氫譜，如圖3所示。

表3 正交實驗方案與結果Table 3 Result of orthogonal experiments

圖3(a)紅外吸收光譜顯示了產物的拉伸振動和伸縮振動的相關信號，BPTSO在3414、2963、1399、1260、1018～1098和800 cm-1處的吸收峰分別表示—OH、C—H(—CH3、—CH2)、—NH4+、Si—CH3、Si—O和Si—C基團。初步判斷，BPTSO中成功引入了羥基和季銨鹽基團特征性基團。

圖3 BPTSO的紅外吸收光譜圖(a)和核磁共振氫譜圖(b)Fig.3 FT-IR spectrum(a)and 1H NMRspectra(b)of BPTSO

從圖3(b)中可以看出，核磁共振氫譜中各吸收峰的相對位移、面積積分比與目標產物的氫原子結構基本吻合，BPTSO很好地保留了中間體硅氧烷的主鏈結構。BPTSO：δ0.07(a，Si—C H3)，0.14(b，Si—C H2)，1.19(d，—OCH2C H CH2)，1.85(k，Si—CH2C H2—)，2.21(s，CH—O H)，2.459(e，N—C H2—)，3.36(g，s，Si—OC H3，N—C H3)，3.96(h，—O H)。3.96處對應的—OH中質子的核磁峰，表明PTSO已經發生了開環反應，在位移為3.3～3.4附近的位置出現了Si—OCH3特征峰，表明PTSO已經發生了季銨化反應。

綜上，可以推斷最終產物為多羥基Bola有機硅季銨鹽BPTSO。

2.3 BPTSO乳液的性能

2.3.1 乳液的微觀形貌及CMC 在25℃下，測定產品BPTSO乳液的表面張力γ，繪制得到γ-lgc曲線。測試BPTSO和ATSO乳液(10 mmol/L)的微觀形貌及粒徑分布，結果如圖4所示。

BPTSO和ATSO乳液在水溶液中的聚集體TEM圖如圖4(a)和(b)所示，BPTSO乳液中粒子基本呈圓球形囊泡結構，無棒狀或不規則形態，分散性良好。由粒徑分布圖4(c)可知，ATSO乳液的粒徑主要分布在40～80 nm，分布范圍窄、僅只有一個單峰并呈正態分布，這與TEM數據基本吻合。而BPTSO乳液的粒徑主要分布在80～120 nm，比ATSO乳液的粒徑大，這是因為Si—OCH3水解為Si—OH，Si—OH分子間發生緩慢的交聯反應，導致乳液的粒徑加大[24]。由此可得，BPTSO在水溶液中能使膠粒具有更強的聚集能力和穩定的骨架結構。

圖4 BPSTO和ATSO乳液的TEM、粒徑分布和BPTSO的γ-lg c曲線Fig.4 TEM of BPTSOemulsion;TEM of ATSOemulsion;particle size andγ-lg c curve of BPTSOemulsion

由圖4(d)可知，在BPTSO乳液的濃度較低時，水溶液的表面張力隨BPTSO乳液濃度的增加而逐漸降低，當水溶液濃度超過臨界膠束濃度(CMC)后，整個體系的表面張力趨于平緩、穩定，此時的季銨鹽分子在溶液表面的吸附達到飽和，溶液內部季銨鹽分子的疏水鏈端締合形成膠束。由圖4(d)計算得出，BPTSO乳液的γ為29.4 mN/m，CMC值為0.036 mmol/L。這是因為BPTSO具有兩個親水基，表面吸附分子在溶液表面將采取倒U形構象，即兩個親水基伸入水中，疏水鏈形成彎曲的結構伸向氣相。于是構成溶液表面吸附層的最外層是亞甲基，而亞甲基降低水的表面張力的能力弱于甲基[34]，所以，Bola型有機硅季銨鹽降低水的表面張力的能力并不強。

2.3.2 BPTSO乳液穩定性研究 經有機硅產品浸軋處理后的織物，經歷高溫烘干及固化的過程后，可使整理劑更好地接枝固定在織物表面，賦予織物良好的手感。所以，織物整理劑需要具有良好的熱穩定性才能滿足實際使用的需求。BPTSO乳液的穩定性測試結果如圖5所示。

通過圖5可知，BPTSO乳液可耐受高溫，這是因為BPTSO結構中有重復的Si—O鏈段，高溫下化學鍵不斷裂，硅氧烷鏈段的引入提高了原主鏈的熱穩定性，可滿足織物整理過程中的高溫定型整理要求。同時，BPTSO乳液可以在較寬的pH范圍內保持穩定，在高速剪切的條件下穩定性也很好。這是因為BPTSO乳液具有囊泡結構，其殼層是含羧酸基的陰離子表面活性劑(AEC-11)，形成一層均勻的屏障，可耐堿100 g/L以上。BPTSO乳液在油水界面發生吸附時，超長疏水親油基伸向油相，短鏈親水基插入水相，降低了油水界面張力，吸附形成穩定的界面膜，界面膜中的分子排列緊密，分子間的靜電斥力強，界面膜強度較大，乳狀液滴不易聚集成團，因此BPTSO乳液具有良好的穩定性，可以適應多種復雜的環境。

穩定機理：在聚硅氧烷結構基礎上引入了兩條季銨鹽碳鏈，形成Bola型兩親分子，可以提高其親水性，并且兩條尾鏈之間的排斥作用可以穩定較大的聚硅氧烷頭部，且使分子間的聚集空隙減小。有機硅季銨鹽可以聚集形成球形囊泡[11-12]，這些囊泡依次排列在一起形成泡沫狀網狀結構，這種新型的聚集形態緣于烷基鏈的散亂使疏水部分的聚硅氧烷鏈段基團暴露在水分子中相互作用，在聚集過程中因為兩條尾巴間的靜電排斥力，使其能夠穩定存在而不會形成更大的聚集體。

2.4 BPTSO乳液整理織物后的應用性能測試

2.4.1 BPTSO乳液整理織物后的柔軟度和抗黃變性能 測試BPTSO和ATSO乳液整理織物后的柔軟度和抗黃變性能，結果如圖6所示。

圖5 BPSTO乳液的穩定性Fig.5 Stability of BPTSOemulsion

圖6 BPTSO乳液整理后織物的柔軟性能(a)和抗黃變性能(b)Fig.6 Softness(a)and whiteness(b)of fabric treated with BPTSOemulsion

由圖6(a)可知，BPTSO比ATSO具有更優異的柔軟度。ATSO整理2次后柔軟度下降的較為明顯，6次后降低了43.4%；而BPTSO整理6次后只下降了23.2%。由圖6(b)可知，BPTSO的白度優于ATSO，隨時間的延長，ATSO乳液整理棉織物后的白度由最初的91.4下降至87.3，而BPTSO乳液整理棉織物后白度下降較小。這是因為ATSO中的氨基是以伯胺形式存在，經過高溫或者日曬后很容易被氧化，而BPTSO中的氨基是以季銨基形式存在的，經γ-氯丙基三甲氧基硅烷改性后黃變降低，白度更好。

由圖7(a)、(b)可知，未經整理的棉織物和滌綸織物表面有許多凹槽，比較粗糙。經BPTSO乳液整理后織物表面[圖7(c)、(d)]的溝槽消失，變得更為光滑。這是因為：一方面，BPTSO乳液結構中的季銨基牢牢地吸附在纖維表面；另一方面，BPTSO乳液的Si—OCH3在酸性的水介質中水解并轉化為Si—OH，在高溫定型時Si—OH會形成Si—O—Si的空間網狀交聯，在纖維表面形成一層致密的薄膜，填充進織物纖維的凹槽內，使凹槽變得平整，極大地降低了纖維束之間的摩擦力，使織物具有滑而活絡、蓬松柔軟的回彈效果。

2.4.2 親水性 測試了經BPTSO乳液整理后棉、滌綸織物的水接觸角及親水性，結果如圖8。

圖7 BPTSO乳液整理后織物的SEM圖Fig.7 SEM images of fabrics treated with BPTSO

圖8 BPTSO乳液整理后棉(a)和滌綸(b)的親水性Fig.8 Water contact angles and hydrophilicity of cotton(a)and dacron(b)treated with BPTSOemulsion

由圖8(a)、(b)可知，經BPTSO乳液整理后的棉和滌綸織物均可達到瞬間親水的效果，而ATSO乳液則無法改善棉和滌綸織物的親水性。這是因為BPTSO中含有大量的—OH及較高含量的季銨基，兩端的季銨基牢牢地錨固在織物表面，提高了其親水性。而ATSO中無親水性基團，因此ATSO整理后的棉織物親水性較差。

親水性的差異與分子結構及官能團的定向排列密切相關。BPTSO乳液整理織物后，較低的表面張力使其更容易在織物纖維表面鋪展開，偶極Si—O鍵和質子化氨基主要通過靜電相互作用和氫鍵與帶負電荷的棉織物表面緊密結合，疏水的長鏈基團則指向表面外。經ATSO乳液處理的棉織物由于表面有序地排列著Si—CH3基團，形成了相對光滑的疏水表面，因此親水性較差。而對于經BPTSO乳液處理的棉和滌綸織物，由于主鏈中增加了季銨基基團，破壞了原有硅氧烷主鏈順序取向的Si—CH3基團，織物表面親水性增加，因此經BPTSO乳液處理后的織物具有更好的親水性[1,10]。

圖9 BPTSO乳液對棉織物的固色效果Fig.9 Color fixation effect of BPTSOemulsion on cotton fabric

2.4.3 固色效果 考察BPTSO和ATSO乳液(20 g/L)對棉織物的固色牢度和固色效果，結果如圖9所示。

由圖9(a)可知，BPTSO乳液整理后的棉織物比ATSO乳液具有更好的牢度和固色效果，這是因為①Bola分子中的陽離子季銨基基團與染料的陰離子基團形成離子鍵結合，在織物上生成不溶性色淀，封閉染料的可溶性基團，使織物上的染料遇水不易溶解脫落，達到提高濕處理牢度的目的；②分子結構中的Si—OCH3可形成網狀交聯，易于在織物表面成膜[1,10]，因此具有較好的摩擦牢度。

由圖9(b)可知，當BPTSO乳液由10 g/L增加到60 g/L時，增深率由20.2%增加到46.5%，而當ATSO乳液由10 g/L增加到60 g/L時，增深率由20.2%僅增加到31.8%，但當BPTSO和ATSO乳液用量大于60 g/L時，增深率提升均不明顯。這是因為①通過改變增深劑用量可以控制其在織物表面成膜的厚度，隨著增深劑用量增加，成膜厚度增加，染深性能提高，但乳液用量超過60 g/L后，增深劑在織物上的吸附達到飽和，膜的厚度不再增加，增深率不再提升；②光照射到未經增深處理的織物表面時，大量的入射光反射，僅有一部分光發生折射而被染料吸收，造成織物染深性差。BPTSO乳液整理染色棉織物后，分子結構中的Si—OCH3可形成網狀交聯，在織物表面形成一層均勻的低折射率(1.3504)薄膜，使光線在織物表面反射率降低，使更多的光線進入織物纖維，從而使碰到染料分子再反射出來的有色光增多[35-36]，可以造成視覺效果色澤變深，而達到較好的固色效果。

2.5 BPTSO放大生產

在合作企業清遠市宏圖助劑有限公司，對BPTSO乳液進行了2次中試放大實驗(500 kg)、2次量產(4000 kg)(圖10)。

BPTSO乳液含量為15%，為織物賦予慕斯般光滑手感基礎上，增深率達到46.8%，節省了染料。為實現不同風格棉織物的手感、增深效果整理提供了有力的支撐，改變了傳統有機硅整理劑穩定性差、工藝復雜、風格單調等嚴重的現狀（表4）。

表4 BPTSO乳液放大產品指標Table 4 Index of BPTSO emulsion after amplification

3結 論

通過1,3-二(3-縮水甘油醚丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(EDH)和八甲基環四硅氧烷(D4)為原料合成端環氧硅油(ETSO)，以其為原料與葡甲胺胺化得到中間體有機硅嵌段硅油(PTSO)，然后用γ-氯丙基三甲氧基硅烷(CPTSO)季銨化改性合成Bola有機硅季銨鹽(BPTSO)。將BPTSO乳液作為織物整理劑使用，通過研究得到以下結論。

(1)BPTSO的最佳合成條件：反應溫度為80℃，物料摩爾比n(PTSO)∶n(CPTSO)為1∶1.2，反應時間為3 h，PTSO轉化率為98.60%。

(2)BPTSO乳液的γ為29.4 mN/m，CMC為0.036 mmol/L，TEM表明BPTSO乳液具有囊泡結構，表現出良好的耐酸堿和耐高溫穩定性，可以適應多種復雜的工作液環境。

(3)通過γ-氯丙基三甲氧基硅烷季銨化改性將Si—OCH3官能團引入到Bola有機硅結構中，Si—OCH3有利于形成更為致密的交聯網狀結構，SEM證明了BPTSO乳液整理棉織物后微觀表面變得更光滑，進而提供優越的柔軟度。經BPTSO乳液整理后的棉織物具有優異的抗黃變性、親水性和固色效果，可使棉織物增深率達到46%以上。