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摘要:在活性的聚硅氧烷的支链或者端与聚醚链段进行连接后就能得到聚醚氨基改性聚硅氧烷,聚醚氨基改性聚硅氧烷在当今的纺织业、化妆品、涂料等多个行业的应用十分广泛,本文主要针对聚醚氨基改性聚硅氧烷的合成以及应用进行了探讨。
关键词:聚醚氨基改性聚硅氧烷;合成;应用
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2021)-9-278
引言
基于传统硅氧烷的不断发展出现了聚醚氨基改性聚硅氧烷这种新型产品,其属于一中具备多功能的精细型化工产品,在活性的聚硅氧烷的支链或者链端与聚醚链段进行后得到。该种产品不仅具备水溶性,同时还具有了油溶性,且调节非常便捷。其不仅具备了传统硅氧烷的产品特性,而且能够表现出良好的抗低温、抗老化、耐高温、疏水、表面张力低等一种特征[1],而且其在实際应用中能表现出良好的润滑性和柔软效果,在各个领域得到了广泛应用。
1 聚醚氨基改性聚硅氧烷合成工艺
Si-O-C及Si-C是其主要的两种结构,前一种结构形式通常情况下是通过将羟基封端聚醚以及烷氧基硅进行缩合后形成,这种结构抗水性相对较差;后一种结构具有良好的水解稳定性,下图1所示为聚醚改性聚硅氧烷主要的品种。
Si-O-C型结构主要是让结构中含有的Si-H键的聚硅氧烷与结构中有不饱和双键的聚醚在氯铂酸作为催化剂的条件下发生反应后。这种反应通常需要在具有良好密封性能的反应釜中发生,而且在反应过程中需要做好充氮保护,而且需要将反应环境温度严格控制在70-120℃的范围内。
1.1无溶剂化
当制备聚醚氨基改性聚硅氧烷过程中如果没有溶剂时,可以将一种具备了双键的第三单体加入其中来进行反应。目前主要使用丙烯酸环氧之类、丙烯酸氨基脂类作为第三单体,量也要严格控制在0.1mol-0.3mol的单位内。如果反应过程中使用的催化剂为氯铂酸,应该将其实际量控制在反应物总量的0.012%-0.01%的范围内。通过反应会最终得到一种棕褐色或者淡褐色的油状物,这种产品可以用来进行纺织物的亲水处理[2]。
1.2应用无需分离溶剂
使用结构中的没有羟基的酯类物质的来作为反应溶剂的进行合成。其中使用的酯类要保证碳原子,且具有挥发性低、沸点高的性质,反应过程中催化剂选择H2PtCl66H2O-EtOHLAI来作为催化剂。通过反应后可以得到一种粘滞性较大的溶液,这种粘滞性溶液不需要再进行的酯溶液的分离就可以直接使用。
另外,当产品的主要应用方向是聚氨酯泡沫配方的情况下,如果使用高沸点天然植物油作为反应溶剂,也无需在进行溶剂的分离处理,不经分离处理的溶剂反而对反应有益。由于在反应中使用高沸点天然植物油,从而使聚氨酯泡沫的压缩变定、湿耐久压缩变定等性能都能得到有效改善。另外,如果产品实际应用在自动化泡沫的情况下,泡沫的玻璃雾化量也化明显下降。
1.3后处理工艺
当反应结束后向其中加入适量的稀盐酸进行处理后,可以得到一种无味产物。也可以通过向其中加入氢进行处理,同样可以获得一种无味产品。经过反应后得到的反应物可以将其溶解在甲苯中并加氢进行处理,最后利用过滤、蒸馏降低其中的甲苯处理后就能得到产品。该的饱和度保持在0.01mmol/g,且无味,且在存储过程中能保持良好稳定性。
2 应用
2.1 纺织助剂
2.1.1 纤维与纺织油剂
碳纤维在制造过程中必须要针对纤维原丝利用高温氧化以及碳化处理,因此,在处理过程中油剂不仅需要具备良好平滑性、抗静电性,同时还要保证良好的集束性、耐高温性、防融着性。聚醚氨基改性聚硅氧烷具备了上述几种优势,是非常重要的一种碳纤维油剂主成分。另外,作为一种高速纺织纺丝制备中的油剂添加组分,聚醚氨基改性聚硅氧烷能够有效提升油剂的油膜强度,让油剂的平滑性更高,这样就能有效减少脱落物的产生。
2.1.2 消泡剂
气泡的产生会使得染整加工后产品出现不均匀的现象,也会导致工作液的流失,因此,需要加入适量的消泡剂[3]。传统模式下聚二甲基硅氧烷乳液作为消泡剂的应用非常广泛,该消泡剂中由于分子质量以及乳化性能会对消泡剂的性能产生较大影响,而且处于碱性环境下时实际使用效果非常差。近年来聚醚氨基改性聚硅氧烷作为消泡剂的应用越来越广泛,其结构中由于含有环氧乙烷,亲水性能较好,因此能够在水中表现出良好的分散和乳化性能。
2.2 聚氨酯泡沫塑料稳泡剂
从上世纪50年代开始人们就开始研究将硅氧烷表面活性剂作为聚氨酯泡沫塑料的稳泡剂。聚醚氨基改性聚硅氧烷由于具备有一的稳泡性能在近年来得到广泛应用,而且已经逐渐取代了传统的硅氧烷。
在针对聚醚氨基改性聚硅氧烷稳泡剂的研发方面,一些研究人员在试验中针对聚醚以及含氢硅油的成分以及比例进行调整,或者采取在其中引入第三单体的方式最终能得到可以在不同聚氨酯泡沫体系中适用的添加剂。且从大量试验中发现改性硅氧烷的稳泡性能更好。
3 结束语
总而言之,在新世纪下有机硅产品由于具有一定的特殊性使得其在各个领域中都得到了广泛应用,今后应该在研究过程中加强学科交叉、渗透,这样才能开发出更多新技术产品。
参考文献
[1]王安琪,郭睿,杨旭,郑淑华,窦尹辰.长链烷基与聚醚共改性聚硅氧烷的合成及其在消泡剂中的应用[J].印染助剂,2014,31(10):20-23.
[2]魏元博,安秋凤,赵洁.季铵化改性氨基聚硅氧烷的合成及应用性能[J].精细化工,2014,31(05):627-632.
[3]余龙飞,郑小珊,李欢玲,李莉.聚醚改性聚硅氧烷的合成及其在水性涂料消泡剂中的应用[J].有机硅材料,2013,27(05):333-338.
江苏四新科技应用研究所股份有限公司 210000
关键词:聚醚氨基改性聚硅氧烷;合成;应用
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2021)-9-278
引言
基于传统硅氧烷的不断发展出现了聚醚氨基改性聚硅氧烷这种新型产品,其属于一中具备多功能的精细型化工产品,在活性的聚硅氧烷的支链或者链端与聚醚链段进行后得到。该种产品不仅具备水溶性,同时还具有了油溶性,且调节非常便捷。其不仅具备了传统硅氧烷的产品特性,而且能够表现出良好的抗低温、抗老化、耐高温、疏水、表面张力低等一种特征[1],而且其在实際应用中能表现出良好的润滑性和柔软效果,在各个领域得到了广泛应用。
1 聚醚氨基改性聚硅氧烷合成工艺
Si-O-C及Si-C是其主要的两种结构,前一种结构形式通常情况下是通过将羟基封端聚醚以及烷氧基硅进行缩合后形成,这种结构抗水性相对较差;后一种结构具有良好的水解稳定性,下图1所示为聚醚改性聚硅氧烷主要的品种。
Si-O-C型结构主要是让结构中含有的Si-H键的聚硅氧烷与结构中有不饱和双键的聚醚在氯铂酸作为催化剂的条件下发生反应后。这种反应通常需要在具有良好密封性能的反应釜中发生,而且在反应过程中需要做好充氮保护,而且需要将反应环境温度严格控制在70-120℃的范围内。
1.1无溶剂化
当制备聚醚氨基改性聚硅氧烷过程中如果没有溶剂时,可以将一种具备了双键的第三单体加入其中来进行反应。目前主要使用丙烯酸环氧之类、丙烯酸氨基脂类作为第三单体,量也要严格控制在0.1mol-0.3mol的单位内。如果反应过程中使用的催化剂为氯铂酸,应该将其实际量控制在反应物总量的0.012%-0.01%的范围内。通过反应会最终得到一种棕褐色或者淡褐色的油状物,这种产品可以用来进行纺织物的亲水处理[2]。
1.2应用无需分离溶剂
使用结构中的没有羟基的酯类物质的来作为反应溶剂的进行合成。其中使用的酯类要保证碳原子,且具有挥发性低、沸点高的性质,反应过程中催化剂选择H2PtCl66H2O-EtOHLAI来作为催化剂。通过反应后可以得到一种粘滞性较大的溶液,这种粘滞性溶液不需要再进行的酯溶液的分离就可以直接使用。
另外,当产品的主要应用方向是聚氨酯泡沫配方的情况下,如果使用高沸点天然植物油作为反应溶剂,也无需在进行溶剂的分离处理,不经分离处理的溶剂反而对反应有益。由于在反应中使用高沸点天然植物油,从而使聚氨酯泡沫的压缩变定、湿耐久压缩变定等性能都能得到有效改善。另外,如果产品实际应用在自动化泡沫的情况下,泡沫的玻璃雾化量也化明显下降。
1.3后处理工艺
当反应结束后向其中加入适量的稀盐酸进行处理后,可以得到一种无味产物。也可以通过向其中加入氢进行处理,同样可以获得一种无味产品。经过反应后得到的反应物可以将其溶解在甲苯中并加氢进行处理,最后利用过滤、蒸馏降低其中的甲苯处理后就能得到产品。该的饱和度保持在0.01mmol/g,且无味,且在存储过程中能保持良好稳定性。
2 应用
2.1 纺织助剂
2.1.1 纤维与纺织油剂
碳纤维在制造过程中必须要针对纤维原丝利用高温氧化以及碳化处理,因此,在处理过程中油剂不仅需要具备良好平滑性、抗静电性,同时还要保证良好的集束性、耐高温性、防融着性。聚醚氨基改性聚硅氧烷具备了上述几种优势,是非常重要的一种碳纤维油剂主成分。另外,作为一种高速纺织纺丝制备中的油剂添加组分,聚醚氨基改性聚硅氧烷能够有效提升油剂的油膜强度,让油剂的平滑性更高,这样就能有效减少脱落物的产生。
2.1.2 消泡剂
气泡的产生会使得染整加工后产品出现不均匀的现象,也会导致工作液的流失,因此,需要加入适量的消泡剂[3]。传统模式下聚二甲基硅氧烷乳液作为消泡剂的应用非常广泛,该消泡剂中由于分子质量以及乳化性能会对消泡剂的性能产生较大影响,而且处于碱性环境下时实际使用效果非常差。近年来聚醚氨基改性聚硅氧烷作为消泡剂的应用越来越广泛,其结构中由于含有环氧乙烷,亲水性能较好,因此能够在水中表现出良好的分散和乳化性能。
2.2 聚氨酯泡沫塑料稳泡剂
从上世纪50年代开始人们就开始研究将硅氧烷表面活性剂作为聚氨酯泡沫塑料的稳泡剂。聚醚氨基改性聚硅氧烷由于具备有一的稳泡性能在近年来得到广泛应用,而且已经逐渐取代了传统的硅氧烷。
在针对聚醚氨基改性聚硅氧烷稳泡剂的研发方面,一些研究人员在试验中针对聚醚以及含氢硅油的成分以及比例进行调整,或者采取在其中引入第三单体的方式最终能得到可以在不同聚氨酯泡沫体系中适用的添加剂。且从大量试验中发现改性硅氧烷的稳泡性能更好。
3 结束语
总而言之,在新世纪下有机硅产品由于具有一定的特殊性使得其在各个领域中都得到了广泛应用,今后应该在研究过程中加强学科交叉、渗透,这样才能开发出更多新技术产品。
参考文献
[1]王安琪,郭睿,杨旭,郑淑华,窦尹辰.长链烷基与聚醚共改性聚硅氧烷的合成及其在消泡剂中的应用[J].印染助剂,2014,31(10):20-23.
[2]魏元博,安秋凤,赵洁.季铵化改性氨基聚硅氧烷的合成及应用性能[J].精细化工,2014,31(05):627-632.
[3]余龙飞,郑小珊,李欢玲,李莉.聚醚改性聚硅氧烷的合成及其在水性涂料消泡剂中的应用[J].有机硅材料,2013,27(05):333-338.
江苏四新科技应用研究所股份有限公司 210000