Polyeetterimuunneltu silikoniöljy, joka tunnetaan myös nimellä polyeetterimodifioitu polysiloksaani, on organopiiteollisuuden eniten tuotettu ja laajimmin käytetty muunneltu silikoniöljytyyppi. Koska sen molekyylirakenne sisältää sekä hydrofobisia että hydrofiilisiä ryhmiä, polyeetterillä modifioidulla silikoniöljyllä on pinta-aktiivisia ominaisuuksia.
Polyeetterisilikoniöljyn rakennetyypit
(1) Sivuketjutyyppi (yleisin tyyppi)
(2) Kaksi-päätyyppiä
(3) Sivuketju, kaksi-päätä
(4) Yksi-päätyyppi
Polyeetteriyksikössä C2H4O)a(C3H6O)bR on tasapaino hydrofiilisyyden ja hydrofobisuuden välillä a:n ja b:n välillä.
Pinta-aktiivisuuden ylläpitämiseksi suhde b/(a+b) on yleensä säädetty välille 0,2 - 0,8. Toisin sanoen, kun b/(a+b) on alle 0,2, hydrofiilisyys on voimakasta ja hydrofiilisen -lipofiilisen tasapainon (HLB) arvo on suuri; kun b/(a+b) on suurempi kuin 0,8, hydrofobisuus on voimakasta ja HLB-arvo pieni. Polyeetterisegmenttien keskimääräistä moolimassaa säädetään yleensä välillä 500 - 5000 g-mol-1. Alle 500 g-mol-1 pinta-aktiivisuutta ei voida täysin toteuttaa, kun taas yli 5000 g-mol-1 viskositeetti on liian korkea, mikä johtaa huonoon dispergoituvuuteen.
Polyeetterisilikoniöljyn käyttöalueet
Yksi. Stabilisaattori polyuretaanivaahtoa
Tunnetaan myös vaahdotusaineena.
Polyuretaanivaahtomateriaalien formulaatiossa lisäysmäärä on 0,5-2,0 % polyolista. Siinä on neljä toimintoa:
1. Se toimii emulgaattorina yhdisteen sekoittamisen aikana.
Pääraaka-aineen, polyeetteripolyolin, yhteensopivuus isosyanaatin kanssa on huono. Polyeetteri-muokatun silikoniöljyn hydrofobiset ryhmät liukenevat isosyanaattiin, kun taas hydrofiiliset ryhmät liukenevat polyeetteripolyoliin, mikä auttaa näiden kahden komponentin sekoittumisessa ja emulgoitumisessa. Tämä mahdollistaa reaktion alkamisen samanaikaisesti koko järjestelmässä.
2. Tämä helpottaa kuplien muodostumista ja homogenisointia.
Se alentaa reaktiojärjestelmän pintajännitystä, jolloin ilma pääsee leviämään järjestelmään yhtenäisinä, hienoina kuplina muodostaen pieniä kuplaytimiä. Reaktiojärjestelmässä syntyvä hiilidioksidi ja vaahdotusaineen synnyttämä kaasu pääsevät helposti kuplan ytimiin muodostaen kuplia, ja järjestelmän alhainen pintajännitys tällä hetkellä edistää kuplien kasvua.
3. Se stabiloi kuplia.
Ennen kuin järjestelmän viskositeetti saavuttaa tietyn tason, muodostunut kuplaydin{0}}nestekalvo on hyvin ohut. Vedenpoiston, yhteensulautumisen ja mekaanisen vaikutuksen vuoksi kuplien seinämät voivat repeytyä. Tässä vaiheessa polyeetteri-muokattu silikoniöljy voi stabiloida kuplan ytimiä Gibbs-Marangoni-ilmiön avulla, mikä vähentää tehokkaasti vuotoa kuplan seinistä ja estää kuplien yhteensulautumista. Lisäksi polyeetteri-muokatun silikoniöljyn ioniton luonne voi vähentää van der Waalsin voimia kahden kalvopinnan välillä kaasun-nesteen rajapinnassa, mikä myös edistää kuplan vakautta.
4. Polyuretaani joustavan vaahdon muodostuksen viimeinen vaihe on kuplaytimien yhdistäminen toisiinsa.
Ennen kuin kuplasydämet ovat täysin laajentuneet, ne ovat suljettuja monitahoja reaktiojärjestelmässä. Juuri ennen geeliytymistä lämpötilan nousu ja kohonnut sisäinen paine voivat aiheuttaa kuplan ytimen seinämien repeytymisen ja huokosten avaamisen. Polyeetteri-modifioidun silikoniöljyn tehtävänä on stabiloida seinäkalvo matalaviskositeettivaiheen aikana ja antaa kalvon saavuttaa kriittisen paksuuden huokosten avaamiselle, mikä luo olosuhteet lopulliselle avaamiselle.
Polyeetteri-muokattu silikoniöljy on tehokkain stabilointiaine joustavan polyuretaanivaahdon yksivaiheisessa-tuotannossa.
Jäykissä vaahtomateriaaleissa käytetyllä polyeetteri-muokatulla silikoniöljyllä on pienempi moolimassa kuin taipuisissa vaahtomumateriaaleissa, suurempi C2H4O:n ja C3H6O:n suhde polyeetterisegmenteissä ja korkeampi samepiste.
Jäykissä vaahtomateriaaleissa käytetään monenlaisia raaka-aineita, mukaan lukien polyeetteripolyoleja ja isosyanaatteja, mikä johtaa erilaisiin vaahtoaviin formulaatioihin. Lisäksi sivustolla tapahtuvan vaahdottamisen mahdollistamiseksi ne valmistetaan yleensä kaksi-komponenttisekoitusmuodossa, mikä vaatii pitkäaikaista säilytystä. Siksi vaahdon stabilointiaineen on oltava ei--ionista polyeetteri--modifioitua silikoniöljyä, jota lisätään yleensä suhteessa 0,5-1,5 osaa polyeetteripolyolia 100 osaan polyeetteripolyolia. Vaahtoava koostumus säädetään vaahdotusolosuhteiden mukaan.
Puolijäykissä vaahtomateriaaleissa stabilointiaineet estävät kuplien kutistumisen ja säätelevät kuplien kokoa.
Korkean -kimmoisan polyuretaanivaahdon viskositeetti ja alhainen silloittumisaste johtuu erittäin reaktiivisten -hydroksipolyolien käytöstä ja alhaisemmista kovettumislämpötiloista, jolloin kuplat stabiloituvat helposti. Siksi tulee valita stabilisaattoreita, joilla on pienempi molekyylipaino ja vähemmän stabiloivia vaikutuksia, kuten pieni-molekyylipainoinen-polyeetteri-muokattu silikoniöljy. Yleiskäyttöisten -joustavien vaahtopolyeetteri-silikoniöljyjen käyttö voi johtaa liialliseen vaahdon stabiloitumiseen, heikentyneeseen vaahdon liitettävyyteen ja lopulta vaahdon kutistumiseen.
Polyeetteri{0}}muokattua silikoniöljyä käytetään polyuretaanivaahdon stabilointiaineena. On erittäin tärkeää, että se ei sisällä Si-H-ryhmiä, koska jäljellä olevien Si-H-ryhmien läsnäolo vaikuttaa vaahdon mikrohuokoskokoon ja tasaisuuteen.
Kaksi. Kosmeettiset raaka-aineet
Polyeetteri{0}}muokattu silikoniöljy liukenee helposti alkoholeihin ja veteen, ja se on myös helposti yhteensopiva muiden kosmeettisten ainesosien kanssa.
Kun sitä lisätään 0,15–5 %, se voi vähentää kosmeettisten formulaatioiden pintajännitystä, mikä edistää kosmeettisten aineiden leviämistä ihon tai hiusten pinnalle.
Sitä käytetään laajasti shampoissa, hoitoaineissa, vaahdoissa, ihonhoitotuotteissa, parranajotuotteissa, antiperspiranteissa, hajuvedissä, saippuoissa ja värikosmetiikassa. Pienen määrän polyeetteri-muokattua silikoniöljyä lisääminen hiuskoostumuksiin voi antaa hiuksille kiiltoa, hallittavuutta, sileyttä, antistaattisia ominaisuuksia ja miellyttävän tunteen.
Polyeetteri-muunneltuja lajikkeita, joiden HLB-arvot ovat alhaisemmat, voidaan käyttää emulgointiaineina silikoniöljykompleksijärjestelmissä. Esimerkiksi ihonhoitovoidekoostumuksissa polyeetteri-modifioidun silikoniöljyn käyttö emulgaattorina voi emulgoida alhaisen-viskositeettisen metyylisilikoniöljyn veteen, jolloin muodostuu vakaa dispersiojärjestelmä. Tämä koostumus ei -ärsyttä ihoa ja on turvallista käyttää.
Tämän tyyppistä polyeetteri-modifioitua silikoniöljyä voidaan valmistaa dimetyylisilikoniöljyn hydrosilylaatioreaktiolla Si-H-pääteryhmän ja allyyli-päätetyn polyeetterin kanssa.
Kolme. Pinnoitteiden lisäaineet
1. Vaahdonestoaineet
Polyeetteri-muokattu silikoniöljy emulgoituu helposti veteen ja on tärkeä komponentti itse-emulgoivissa vaahdonestoaineissa. Polyeetteri-muokattu silikoniöljy menettää vesiliukoisuutensa ja sillä on vaahtoamista estäviä ominaisuuksia yli samepistelämpötilan.
Polyeetteri{0}}modifioidulla silikoniöljyllä koostuvilla vaahdonestoaineilla on hyvä lämmönkestävyys ja mekaaninen stabiilisuus, ja ne kestävät happoja, emäksiä ja epäorgaanisia suoloja, joten ne soveltuvat vaahdonpoistoon ankarissa olosuhteissa.
Esimerkkejä vaahdonestoaineista ovat polyesterikankaiden korkean lämpötilan{0}}värjäysprosessit, vaahdonesto dietanoliamiinin vesiliuoksen rikinpoistojärjestelmissä ja vaahdonesto erilaisissa öljyissä, leikkausnesteissä, pakkasnesteissä ja muissa järjestelmissä.
Erityisesti painoteollisuudessa valoherkän hartsilevyn valmistuksen jälkeen käytetään vahvaa vesiliuosta, joka sisältää epäorgaanisia alkalisuoloja, kuten natriumboraattia ja pinta-aktiivisia aineita, pesemään pois kovettumaton hartsi. Pesuliuoksen suurella leikkausvoimalla muodostuva vaahto vaikuttaa vakavasti puhdistustehoon. Polyeetteri-muokattu silikoniöljy on erittäin sopiva vaahdonestoaine. Jos käytetään tavallisella dimetyylisilikoniöljyllä formuloitua vaahdonestoainetta, sen vaahdonestovaikutus heikkenee pitkittyneen leikkausvoiman vaikutuksesta, mikä edistää vaahtoamista ja jättää levylle dimetyylisilikoniöljyjäännöksiä, mikä vaikuttaa levyn laatuun.
2. Polyeetteri-muokattu silikoniöljy on tärkein tasoitus- ja liukastusaine vesi-pohjaisissa pinnoitteissa.
3. Polyeetteri-muokatut silikoniöljyt, joissa on epoksiryhmiä polyeetteriketjun päissä, voivat parantaa saman pinnoitteen uudelleenpinnoitettavuutta ja parantaa pinnoitteen kestävyyttä kuumaa vettä, höyryä ja naarmuja vastaan. Niitä voidaan valmistaa hydrosilylaatioreaktiolla polyeettereistä, joiden toisessa päässä on allyyliryhmiä ja toisessa epoksiryhmiä, Si-H--pitoisten polyorganosiloksaanien kanssa.
Neljä. Torjunta-aineiden kostutusaineet
Pienimoolimassainen polyeetteri-muokattu silikoniöljy voi vähentää merkittävästi sen vesiliuoksen pintajännitystä. Kun sitä käytetään torjunta-aineen kostutusaineena, se voi parantaa torjunta-aineiden kiinnittymistä kasvien lehtiin sateisella säällä ja vähentää käytetyn torjunta-aineen määrää.
Viisi. Hartsi modifioija
Polyeetteri{0}}muokattujen silikoniöljymolekyylien polyeetterisegmentit voivat parantaa sen yhteensopivuutta hartsien kanssa, muodostaa tasaisen dispersion hartsiin, parantaa hartsin juoksevuutta sulatuksen aikana, parantaa metallien ja muovien välistä voitelukykyä ja parantaa merkittävästi muovien suulakepuristettavuutta.
Se voi myös edistää epäorgaanisten materiaalien mikro-dispersioiden muodostumista muoveihin, erityisesti titaanidioksidin, kalsiumkarbonaatin jne. dispersiovaikutusta.
Perinteiset polyeetteri-muokatut silikoniöljyt sisältävät kuitenkin tyypillisesti 1–20 % massasta jäännöspolyeetteriyhdisteitä, mikä voi vaikuttaa modifioidun hartsin mekaaniseen lujuuteen ja liuottimen turpoamisominaisuuksiin. Ratkaisu on käyttää yksittäistä -päätettyä allyylipolyeetteriä, jolla on pienempi moolimassa, hydrosilylointireaktioon metyylivetyä- sisältävän silikoniöljyn kanssa ja sitten haihduttamaan reagoimaton polyeetteri tuloksena olevasta polyeetteri-muokatusta silikoniöljystä korkeassa tyhjiössä.
Kuusi. Kankaan viimeistelyaineet
Synteettisistä kuiduista tai puuvillasta valmistetut tekstiilit osoittavat vahvaa hydrofobisuutta hartsikäsittelyn jälkeen, kun taas viimeistely polyeetteri{0}}muokatulla silikoniöljyllä voi lisätä hydrofiilisyyttä, hien imeytymistä ja antistaattisia ominaisuuksia.
Kun vaaditaan kestävyyttä, polyeetteri-muokatun silikoniöljymolekyylin hydrofobiset segmentit voidaan korvata Si-H-ryhmillä tai alkoksiryhmillä.
Kun vaaditaan pehmeyttä ja sileyttä, hydrofobinen segmentti voidaan korvata epoksi{0}}modifioiduilla tai amino-muokatuilla organopiiryhmillä.
Seitsemän. Käytetään vesi-pohjaisten irrotusaineiden valmistuksessa
Polyeetteri{0}}muokatun silikoniöljyn vesidispersioita, joiden samepiste on 25–50 astetta, voidaan käyttää irrotusaineina polyuretaanivaahtomuovauksessa ja ruiskupuristuksessa.
Polyeetteri-muokatun silikoniöljyn ja perfluorialkyylifosforihapon vesidispersioita voidaan käyttää irrotusaineina epoksihartsin muovaukseen.
Polyeetteri{0}}modifioidun silikoniöljyn ja dimetyylisilikoniöljyn vesidispersioita voidaan käyttää irrotusaineina muovien, kumin, paperituotteiden ja metallituotteiden muovaukseen ja prosessointiin.
KAHDEKSAN. Lateksinen lämpöherkistävä aine
Lateksilämpöherkistimet ovat hyytelöimisaineita, jotka soveltuvat käytettäväksi lateksin kanssa.
Kun tämä hyytelöimisaine lisätään lateksiin, se on suhteellisen stabiili huoneenlämpötilassa; kun lämpötila kuitenkin nousee tiettyyn arvoon, lateksi jähmettyy nopeasti, ja tämän tyyppistä lateksia kutsutaan lämpö{0}}herkistetyksi lateksiksi.
Polyeetteri-muokatun silikoniöljyn käyttö lämpöherkistimenä sekä luonnollisille että synteettisille kumilatekseille tuottaa erittäin vakaan lateksin samepistelämpötilan alapuolella, mikä takaa pitkän säilyvyyden. samenemispisteen lämpötilaan kuumennettaessa lateksi jähmettyy nopeasti pienellä lämpötila-alueella ja jähmettyneellä geelillä on erinomaiset ominaisuudet.
Polyeetteri-muunnetulla silikoniöljyllä valmistettuja lämpöherkistettyjä latekseja- käytetään laajalti kuitukankaiden ja keinonahkaisten pohjakankaiden liima-aineina.
