乳化型和毛油制备方法研究

（内蒙古工业大学 轻工与纺织学院，内蒙古 呼和浩特 010080）

摘  要：和毛油是毛纺纺纱过程中的重要助剂，本文主要介绍了乳化型和毛油的合成与复配方法，并对不同制备方法的技术指标进行对比。

关键词：和毛油；合成；复配

 *通讯作者简介：陈香云（1975－）女，汉，内蒙古，博士研究生，副教授，研究方向:染整助剂。

和毛油的作用旨在调节纤维之间的静动摩擦系数、降低纤维与导辊之间的摩擦力、防止并消除牵伸和加捻等工序中因摩擦产生的静电、提高纤维束的抱合力等性能。目的是使羊毛纤维顺利通过梳毛、纺纱等设备，防止发生散毛、缠绕、断头等现象。和毛油以水溶液状态可以分为乳化性和毛油和非乳化性和毛油，非乳化性和毛油按溶剂的类型又可以分为水溶型和油、水均可溶型；和毛油以离子状态可以分为非离子型和毛油、阴离子型和毛油、和阳离子型和毛油。乳化型和毛油的制备方法主要可以分为两种，一种是合成和毛油的某种组分，另一种是复配和毛油的某种组分。

1 基础油剂的制备

随着时代的更迭，研究者们根据市场需求对和毛油剂不断进行改进，其基础油剂由最初的油酸发展到动植物油、混合油（半中性油）、矿物油以及通过化学合成手段得到的基础油剂。

基础油剂主要是赋予毛纤维材料润滑作用以及抱合性，使毛纤维顺利梳理、加捻。

1.1 合成基础油剂-油酸单甘酯

单甘酯是一种非离子型表面活性剂，具有乳化、润滑、松软及润湿等优良性能。广泛应用于食品加工和化妆品等行业，安全系数高，对皮肤刺激性小。

目前国内外生产高纯度单甘酯的方法是利用油脂的醇解反应。但反应条件苛刻，生成率低。在此基础上萧继华采用油酸为原料，通过甲酯化和酯交换反应合成油酸单甘酯并复配成和毛油。

合成材料：油酸、甲醇、浓硫酸、碳酸钠、丙三醇、DMF、催化剂、食盐水。

反应方程式为：

合成方法分为两步，第一步将油酸和甲醇加入三颈瓶中，接上带有分子筛的索氏抽提器，加热搅拌，同时滴加催化剂浓硫酸，回流4～6小时。测得转化率达到99%时，蒸去未反应的甲醇溶液，用干燥的碳酸钠调节酯层溶液的pH值，分离所得酯层滤液即为油酸甲酯；第二步称取适量的油酸甲酯、丙三醇、DMF和干燥的催化剂于三颈瓶中通入氮气，搅拌加热，用食盐水去除回流产物中的丙三醇得到油酸单甘酯。

该制备工艺为和毛油基础油剂的研发提供了新的方向及思路。在石油资源日益紧张、环境保护日益重视的今天，该制备工艺生成的油酸单甘酯可以替代矿物油作为基础油剂。

1.2 复配基础油剂

机械油平滑性好，粘度随温度变化不大，而且价格便宜，可在弱碱性或中性条件下洗除，是目前毛纺业应用最广的和毛油原料^[3]。复合油剂不仅可以降低成本，而且可以提高和毛油的润滑性和抗摩擦力。但复配油剂种类不易过多，一般选用2～5种，而且润滑油之间的相溶性也十分重要，相溶性好的复合油剂在乳化前呈透明状，乳化后乳液稳定性好。

陶颖[4]在配制纺织用复合型和毛油时，选择10#机械油和14#机械油进行基础油剂的复配，其工艺可以使和毛油含油量达85%以上，不仅降低了成本，还提高了和毛油的润滑性和抗摩擦力。

师红洲[5]为解决和毛油在使用时出现粘附皮板和剥色现象，进行了和毛油的复配研究，通过测试动摩擦系数，选取C12脂肪酸酯和脂肪醇无规聚醚分子量1000两种成分复配产物为基础润滑油，并成功配置出减轻剥色现象，缩短养生时间的，优于市场主流和毛油的新型和毛油。

2019年，朱建坤^[6]以精炼椰子油、棉籽油、棕榈油复配基础油剂，此和毛油成品可快速降解，克服了天然油脂易酸败变质等问题。

2 乳化剂的制备

2.1 合成乳化剂-羧甲基淀粉硬脂酸酯

我国淀粉资源丰富，利用淀粉这一可再生资源制备高分子乳化剂是近十年来高分子乳化剂产品的重要发展方向。淀粉基高分子乳化剂不仅显示出良好的增稠、分散、乳化、增溶、成膜、保护胶体等性能，而且还普遍具有可生物降解、使用安全等传统表面活性剂所不具备的优良性能，具有极高的工业应用价值和良好的经济社会效益。

张毅^[7]曾以玉米淀粉为原料，通过醚化反应和酯交换反应制备出羧甲基淀粉硬脂酸酯乳化剂，此乳化剂对和毛油配方中各组分具有很强的乳化性能。

合成材料：玉米淀粉、三偏磷酸钠、无水碳酸钠、氢氧化钠、氯化钠、盐酸、丙烯酰胺、丙酮亚硫酸氢钠、过硫酸铵。

反应方程式：

合成步骤分为两步，第一步将玉米淀粉溶于蒸馏水，进行糊化，然后加入丙烯酰胺溶液、过硫酸铵与亚硫酸氨混合溶液，反应完成，使用丙酮和乙醇混合溶液萃取出淀粉-丙烯酰胺接枝共聚产物；第二步将淀粉-丙烯酰胺接枝共聚产物溶于蒸馏水，通过恒压底液漏斗加入氢氧化钠溶液，碱化1小时，然后加入含有氯乙酸的乙醇溶液，醚化3小时，用乙醇溶液洗涤，干燥，即得玉米淀粉接枝丙烯酰胺羧甲基化复合改性淀粉。 

该乳化剂通过增加和毛油乳液的粘度，使乳液稳定，有助于提高乳液与毛纤维表面的结合能力，提高上油率。

2.2 复配乳化剂

在和毛油的研究中，最常见的复配方法是乳化剂的复配，单一乳化剂形成乳液稳定性不稳定，常规选用多种乳化剂形成混合乳化剂来乳化基础润滑油，形成的乳化液很稳定。乳化剂配方是影响和毛油剂质量的关键因素。

赵雅琴^[8]在配制和毛油ZR时，发现复配的乳化体系比单一的乳化剂乳化效果好，她以自制乳化剂EM和太古油进行复配，提高了乳化效率，制出的自乳化和毛油ZR具有含油量高、稳定性好、自乳化、可以与水任意比例混合的优点。

李蓉妹以生物可降解表面活性剂AEO-3、AEO-7、AEO-9其中两种以上组合复配乳化剂，成功乳化精制地沟油，废物利用，节能环保。

胡磊^[9]采用聚醚类乳化剂（如异构十醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚）进行复配，所得和毛油试剂可在冬天0℃水条件下冲调，无需搅拌，扩大了和毛油使用条件的范围。

徐美君^[10]以NSF10E、NSF6、椰子油二乙醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚40复配乳化剂，制备出一种绿色环保可降解和毛油。

3 主要制备方法

和毛油主要成分及制备方法见表1。

 表1 和毛油主要成分制备方法对比

由表1得出，合成试剂采用原料种类一般少于复配试剂；合成试剂在技术复杂程度及设备要求上都比复配试剂高；目前复配试剂比合成试剂研究较成熟，研发论文及产品较多；就目前的研发情况来看，复配试剂更具有安全环保能力，更适合市场的使用；和毛油的合成试剂研发难度大，且可能会产生副产物，但待开发空间也很大。

4 结束语

随着环境保护政策日益严厉和绿色环保概念深入人心，研发绿色易降解和毛油试剂已成为新的趋势，目前多数研发者都是基于复配法研发和毛油试剂，和毛油合成法研制者少之又少，究其根本在于和毛油试剂的合成法存在研发思路匮乏，试剂研发过程复杂，研发设备要求高，研发可能存在副产物等问题。和毛油复配法目前研发较多，技术难度也较低，近几年的研发基本都以绿色环保易降解为发展方向。未来和毛油合成法的研发，除了设备要求，急需从化学试剂其他领域衍生新思路；复配法配制方法简单，应朝绿色环保节能方向发展。

参考文献

[1] 萧继华,苏开弟,宋心远.油酸单甘酯的合成及其在毛纺中的应用研究[J].印染助剂,1999(4):8-11.

[2] 李蓉妹.一种节能环保的毛纺和毛油制备工艺[P].CN107385900A,2017.

[3] 王强,高来宝.羊毛梳理纺纱用油剂(和毛油)的发展[J].毛纺科技,2001(3):48-51.

[4] 陶颖,刘开庆.纺织用复合型和毛油的研制[J].应用化工,2005(6):362-363+365.

[5] 师红洲.和毛油的复配与应用性能研究[D].北京:北京服装学院,2016.

[6] 朱建坤,一种生物梳毛制条专用和毛油及其制备方法研发项目.浙江省,浙江永金生物科技有限公司,2019.

[7] 张毅,高园园等.复配和毛油用改性淀粉的制备及性能研究[J].功能材料,2018,49(12):12144-12147.

[8] 赵雅琴.毛纺织用自乳化和毛油ZR[J].精细与专用化学品,2004(2):12-14.

[9] 胡磊,王艳,陈珍珍,杜威劲.一种易乳化和毛油[P].CN108085976A,2018

[10] 徐美君,仲林伟,查鹏程.一种环保可降解和毛油及其制备方法[P].CN112575579A,2021

       来源：化学工程与装备-官方网站-创刊于1972    2022年第11期  在线投稿  >>