聚醚改性有机硅乳化剂的合成及性能研究

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设计合成了不同HLB值范围的聚醚改性有机硅乳化剂,并在此基础上合成了性能较优的润湿剂产品。将合成的非离子聚醚改性有机硅乳化剂阴离子化,合成了聚醚改性有机硅硫酸盐和聚醚改性有机硅磷酸盐阴离子乳化剂。将自制的阴非离子乳化剂应用于消泡剂乳液合成中,得到了稳定性较好的消泡剂乳液,具体研究内容及结果如下:以含氢量为0.18%分子量为500的硅油与端烯丙基聚醚A为原料,合成了聚改性有机共聚物。用化学滴定法来检测产物含氢量,从而计算出含氢硅油中Si-H的转化率,即硅氢加成反应的转化率,同时用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)对产物结构进行了表征。通过单因素实验及正交试验研究,确定较优反应条件:Si-H:C=C的摩尔比为1.0:1.2,反应温度为130℃,反应时间为7h,催化剂用量为20μg·g-1。在此条件下选用不同含氢量以及分子量的硅油和EO含量不同的端烯丙基聚醚为原料,制得了HLB值从2.40-17.1系列化聚醚改性有机硅非离子乳化剂。产品的表面张力均较低,并且具有较好的乳化性能和泡沫性能。以低分子量含氢硅油与聚醚为原料,合成了聚醚改性有机硅润湿剂,讨论硅油分子量、含氢量、结构以及聚醚种类等影响因素对润湿剂产品表面张力的影响,并考虑其相容性,得出较佳配方为:七甲基三硅氧烷与D4的加成物与聚醚A反应。选用自制聚醚改性有机硅PSA0550,氨基磺酸为硫酸化试剂,合成了聚改性有机硫酸盐。探讨了反应时间、反应温度、反应物配比以及催化剂用量对硫酸化反应的影响。采用直接两相滴定法测定反应后产物的阴离子含量,同时用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)对产物结构进行了表征,并对其表面活性进行了研究。研究得到最佳工艺条件为:n(氨基磺酸):n(聚醚硅-OH)=1.3,反应温度为120℃,反应时间为2h,催化剂用量为反应物总质量的4%。在此条件下选用不同含氢量以及分子量的硅油和EO含量不同的端烯丙基聚醚为原料,经硫酸化,制得聚醚改性有机硅硫酸盐阴离子乳化剂。其HLB值较硫酸化前均有所提高。产品的表面张力较低,而且具有较好的乳化性能和泡沫性能。选用自制聚醚改性有机硅PSA0550,与三氯氧磷反应,合成了聚醚改性有机磷酸盐。探讨了酯化反应时间、反应温度、反应物配比以及水解反应时间、温度等因素对磷酸酯化反应的影响。采用化学滴定法测定反应后产物单双酯含量,同时用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)对产物结构进行了表征,并对其表面活性进行了研究。研究得到最佳工艺条件为:n(POCl3):n(聚醚硅-OH)=2,酯化温度为35℃,酯化时间为3h,水解温度为35℃,水解时间为1.5h。在此条件下选用不同含氢量以及分子量的硅油和EO含量不同的端烯丙基聚醚为原料,经磷酸酯化,制得聚醚改性有机硅磷酸盐阴离子乳化剂。其HLB值较磷酸化前均有所提高。产品的表面张力较低,并具有较好的乳化性能和泡沫性能。选用自制的聚醚改性有机硅为乳化剂制备消泡剂乳液,对自制的乳化剂进行复配讨论,探讨了乳化剂种类、乳化剂HLB值以及乳化剂结构等因素对合成乳液稳定性的影响。结果表明:阴-非离子复配乳化剂制备的消泡剂乳液的稳定性以及消抑泡性能均优于阴-阴离子复配的乳化剂。并以此得出较好的乳化组合为:非离子乳化剂PSA0518分别与阴离子乳化剂SPSB-7、SPSC-7以及PPSB-7和PPSC-7复配,制备的乳液稳定性较好。
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