聚醚改性有机硅表面活性剂的合成与应用

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泡沫是生活中的常见现象,但有时候泡沫的存在给生产带来很大的问题。聚醚改性有机硅产品综合了聚醚链段和聚硅氧烷链段的优点,高效、使用方便、价廉,在消泡剂中应用广泛。聚醚改性有机硅的再改性能将新的基团引入聚硅氧烷主链,赋予其新的性能,是近年来研究的热点。本课题在原有聚醚改性有机硅基础上,分别将烯丙基聚氧烷基醋酸酯和含氟丙烯酸酯引入聚硅氧烷主链,合成了两种新型共改性聚硅氧烷,并分别研究了这两种共改性物的合成工艺条件和在消泡剂中的应用,主要研究结果如下:制备低PHMS:选用反应条件温和、工艺简单的高PHMS调聚法,反应催化剂选择浓H2SO4,合成出分子量为12000、活性氢含量不同的低PHMS,与设计分子量和活性氢含量对比发现相差不大。综合考察不同后处理方法得到最优中和催化剂浓H2SO4方法是:先静置分离浓H2SO4,后添加NaHCO3,这种方法不但能节约水资源,还能减少产物的浪费。红外测试结果证明低PHMS已被成功制备。PPMS制备:以自制的低PHMS、烯丙基聚氧烷基醋酸酯(HMS)和聚醚(F6)为原料,催化剂选用H2PtCl6·6H2O,通过硅氢加成反应接枝改性制得聚醚酯、聚醚共改性聚硅氧烷(PPMS),并讨论和分析反应时间、硅氢与双键摩尔比、催化剂用量、反应温度对共改性硅油转化率的影响,选出合适的因素水平,并通过正交实验,根据极差分析得到优化后的实验室制备条件:n(Si-H):n(C=C)=1:1.20,反应温度90℃,反应时间5.5h,催化剂用量25μg·g-1。在此反应条件下的接枝反应转化率为93.76%。FPMS的制备:以自制的低PHMS、甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)和聚醚(F6)为原料,催化剂选用H2PtCl6·6H2O,通过硅氢加成反应接枝改性制得含氟丙烯酸酯、聚醚共改性聚硅氧烷(FPMS),并讨论和分析反应时间、硅氢与双键摩尔比、催化剂用量、反应温度对共改性硅油转化率的影响,选出合适的因素水平,并通过正交实验,根据极差分析得优化后的实验室制备条件:n(Si-H):n(C=C)=1:1.20,反应温度90℃,反应时间为6h,催化剂用量为15μg·g-1。在此反应条件下的接枝反应转化率可达89.16%。PPMS和FPMS的应用:选择氢氧化钾做催化剂,按一定比例加入二甲基硅油、疏水处理后的气相白炭黑以及共改性物(PPMS),在110~120℃反应4h后自然冷却得硅膏。然后按照一定比例将上步制得硅膏、PPMS、F6和复合乳化剂复配得PPMS消泡剂乳液。同理制得FPMS消泡剂乳液。优选实验室复配条件:①对PPMS消泡剂乳液的复配而言,疏水白炭黑的用量为4%,三元复合乳化剂的配比n(S-80):n(T-80):n(OP-10)=5:2:2,用量占总体系质量分数为4.5%,HLB=9.0。②对FPMS消泡剂乳液的复配而言,疏水白炭黑的含量为3%,三元复合型乳化剂配比n(S-80):n(T-80):n(OP-10)=4:1:2,用量占总体系质量分数为5.5%,HLB=8.5。在该条件下,所得两种PPMS和FPMS消泡剂乳液外观良好,消抑泡性能佳,储存稳定性好,且FPMS消泡剂乳液效果更优。
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