Polyéterom modifikovaný silikónový olej, tiež známy ako polyéterom modifikovaný polysiloxán, je najvyrábanejším a najrozšírenejším typom modifikovaného silikónového oleja v organokremičitom priemysle. Pretože jeho molekulárna štruktúra obsahuje hydrofóbne aj hydrofilné skupiny, polyéterom modifikovaný silikónový olej vykazuje povrchovo aktívne vlastnosti.
Štrukturálne typy polyéterového silikónového oleja
(1) Typ bočnej reťaze (najbežnejší typ)
(2) Dva-typy koncov
(3) Bočná reťaz, dvoj-typ koncov
(4) Jeden-typ konca
V polyéterovej jednotke C2H4O)a(C3H6O)bR existuje rovnováha medzi hydrofilnosťou a hydrofóbnosťou medzi a a b.
Aby sa zachovala jeho povrchová aktivita, pomer b/(a+b) sa všeobecne riadi medzi 0,2 a 0,8. To znamená, že keď je b/(a+b) menšie ako 0,2, hydrofilnosť je silná a hodnota hydrofilnej -lipofilnej rovnováhy (HLB) je veľká; keď je b/(a+b) väčšie ako 0,8, hydrofóbnosť je silná a hodnota HLB je malá. Priemerná molárna hmotnosť polyéterových segmentov je všeobecne regulovaná medzi 500 a 5000 g.mol-1. Pod 500 g.mol⁻1 sa povrchová aktivita nedá plne realizovať, zatiaľ čo nad 5000 g.mol⁻1 je viskozita príliš vysoká, čo vedie k zlej dispergovateľnosti.
Oblasti použitia polyéterového silikónového oleja
Jeden. Stabilizátor polyuretánovej peny
Tiež známy ako penový vyrovnávač.
Vo formulácii polyuretánových penových materiálov je pridané množstvo 0,5 % až 2,0 % polyolu. Má štyri funkcie:
1. Pôsobí ako emulgátor počas miešania zlúčeniny.
Hlavná surovina, polyéterpolyol, má slabú kompatibilitu s izokyanátom. Hydrofóbne skupiny polyéterom-modifikovaného silikónového oleja sú rozpustné v izokyanáte, zatiaľ čo hydrofilné skupiny sú rozpustné v polyéterpolyole, čím napomáhajú zmiešaniu a emulgácii týchto dvoch zložiek. To umožňuje, aby reakcia začala súčasne v celom systéme.
2. To uľahčuje tvorbu bublín a homogenizáciu.
Znižuje povrchové napätie reakčného systému, čo umožňuje, aby sa vzduch v systéme rozptýlil ako rovnomerné jemné bublinky, ktoré tvoria drobné zárodky bublín. Oxid uhličitý produkovaný v reakčnom systéme a plyn generovaný penotvorným činidlom ľahko vstupujú do bublín a vytvárajú bubliny a nízke povrchové napätie systému v tomto čase prispieva k rastu bublín.
3. Stabilizuje bubliny.
Predtým, než viskozita systému dosiahne určitú úroveň, vytvorený tekutý film-bublín je veľmi tenký. V dôsledku drenáže, koalescencie a mechanického vplyvu môžu steny bublín prasknúť. V tomto bode môže polyéterom-modifikovaný silikónový olej stabilizovať jadrá bublín prostredníctvom Gibbsovho-Marangoniho efektu, čím sa účinne zníži únik zo stien bublín a zabráni sa zhlukovaniu bublín. Okrem toho neiónová povaha polyéterom-modifikovaného silikónového oleja môže znížiť van der Waalsove sily medzi dvoma povrchmi filmu na rozhraní plyn-kvapalina, čo tiež prispieva k stabilite bublín.
4. Konečným štádiom tvorby polyuretánovej pružnej peny je vzájomné prepojenie bublín.
Predtým, ako sa jadrá bublín úplne roztiahnu, sú v reakčnom systéme uzavreté mnohosteny. Tesne pred vznikom gélu môže stúpajúca teplota a zvýšený vnútorný tlak spôsobiť prasknutie stien jadra bublín a otvorenie pórov. Úlohou polyéterom-modifikovaného silikónového oleja je stabilizovať film steny počas fázy s nízkou viskozitou a umožniť filmu dosiahnuť kritickú hrúbku na otvorenie pórov, čím sa vytvárajú podmienky pre konečné otvorenie.
Polyéterom-modifikovaný silikónový olej je najúčinnejším stabilizátorom pri-jednostupňovej výrobe polyuretánovej flexibilnej peny.
Polyéterom-modifikovaný silikónový olej používaný v tuhých penových materiáloch má nižšiu molárnu hmotnosť ako ten, ktorý sa používa v pružných penových materiáloch, väčší pomer C2H4O k C3H6O v polyéterových segmentoch a vyšší bod zákalu.
Pevné penové materiály využívajú širokú škálu surovín, vrátane polyéterpolyolov a izokyanátov, čo vedie k rôznym penivým formuláciám. Okrem toho, aby sa umožnilo-penenie na mieste, sú zvyčajne vyrábané vo forme dvoch-zložkových zmesí, ktoré si vyžadujú dlhodobé-skladovanie. Stabilizátorom peny preto musí byť -neiónový polyéter- modifikovaný silikónový olej, zvyčajne pridávaný v pomere 0,5 až 1,5 dielu polyéterpolyolu na 100 dielov polyéterpolyolu. Peniaca formulácia sa upraví podľa podmienok penenia.
V polotuhých penových materiáloch zabraňujú stabilizátory zmršťovaniu bublín a regulujú veľkosť bublín.
Vysoko-odolné polyuretánové peny majú vysokú viskozitu a nízky stupeň zosieťovania vďaka použitiu vysoko reaktívnych -hydroxypolyolov a nižším teplotám vytvrdzovania, vďaka čomu sa bubliny ľahko stabilizujú. Preto by sa mali vyberať stabilizátory s nižšou molekulovou hmotnosťou a menšími stabilizačnými účinkami, ako sú nízkomolekulové -polyéterové-modifikované silikónové oleje. Používanie univerzálnych -pružných penových polyéterov-modifikovaných silikónových olejov môže viesť k nadmernej stabilizácii peny, zníženiu konektivity peny a v konečnom dôsledku k zmršťovaniu peny.
Polyéterom-modifikovaný silikónový olej sa používa ako stabilizátor polyuretánovej peny. Je veľmi dôležité, aby neobsahovala skupiny Si-H, pretože prítomnosť zvyškových skupín Si-H ovplyvní veľkosť mikropórov a rovnomernosť peny.
Dvaja. Kozmetické suroviny
Polyéterom-modifikovaný silikónový olej je ľahko rozpustný v alkoholoch a vode a je tiež ľahko kompatibilný s inými kozmetickými zložkami.
Keď sa pridá v množstve 0,15% až 5%, môže znížiť povrchové napätie kozmetických prípravkov, čím sa podporuje difúzia kozmetických prípravkov na pokožku alebo povrch vlasov.
Je široko používaný v šampónoch, kondicionéroch, penách, výrobkoch starostlivosti o pleť, produktoch na holenie, antiperspirantoch, parfumoch, mydlách a farebnej kozmetike. Pridanie malého množstva polyéterom-modifikovaného silikónového oleja do vlasových prípravkov môže vlasom dodať lesk, ovládateľnosť, hladkosť, antistatické vlastnosti a príjemný pocit.
Polyéterom-modifikované odrody s nižšími hodnotami HLB sa môžu použiť ako emulgátory v komplexných systémoch silikónového oleja. Napríklad vo formuláciách krémov na starostlivosť o pleť môže použitie polyéterom-modifikovaného silikónového oleja ako emulgátora emulgovať metylsilikónový olej s nízkou{3}}viskózou s vodou, čím sa vytvorí stabilný disperzný systém. Toto zloženie nedráždi pokožku- a je bezpečné na použitie.
Tento typ polyéterom-modifikovaného silikónového oleja možno pripraviť hydrosilyláciou dimetylsilikónového oleja s koncovou skupinou Si-H a alyl-ukončeným polyéterom.
Tri. Náterové prísady
1. Odpeňovače
Polyéterom-modifikovaný silikónový olej sa ľahko emulguje vo vode a je hlavnou zložkou samo{1}}emulgačných odpeňovačov. Polyéterom-modifikovaný silikónový olej stráca svoju rozpustnosť vo vode a nad teplotou bodu zákalu vykazuje odpeňovacie vlastnosti.
Odpeňovače formulované s polyéterom-modifikovaným silikónovým olejom vykazujú dobrú tepelnú odolnosť a mechanickú stabilitu a sú odolné voči kyselinám, zásadám a anorganickým soliam, vďaka čomu sú vhodné na odpeňovanie v náročných podmienkach.
Príklady odpeňovania zahŕňajú vysokoteplotné farbenie polyesterových tkanín, odpeňovanie v odsírovacích systémoch s vodným roztokom dietanolamínu a odpeňovanie v rôznych olejoch, rezných kvapalinách, nemrznúcej zmesi a iných systémoch.
Najmä v tlačiarenskom priemysle sa po výrobe platní z fotocitlivej živice používa silný vodný roztok obsahujúci anorganické alkalické soli, ako je boritan sodný a povrchovo aktívne látky na zmytie nevytvrdenej živice. Pena vytváraná umývacím roztokom pri vysokej šmykovej sile vážne ovplyvňuje účinnosť čistenia. Polyéterom-modifikovaný silikónový olej je veľmi vhodný odpeňovač. Ak sa použije odpeňovač formulovaný s bežným dimetylsilikónovým olejom, jeho odpeňovací účinok sa pri dlhšej šmykovej sile zníži, podporí penenie a zanechá zvyšky dimetylsilikónového oleja na platni, čím sa ovplyvní kvalita platne.
2. Polyéterom-modifikovaný silikónový olej je hlavným vyrovnávacím a klzným činidlom v náteroch na báze vody-.
3. Polyéterom-modifikované silikónové oleje s epoxidovými skupinami na koncoch polyéterového reťazca môžu zlepšiť pretierateľnosť toho istého náteru a zvýšiť odolnosť náteru voči horúcej vode, pare a poškriabaniu. Môžu byť pripravené hydrosilyláciou polyéterov s alylovými skupinami na jednom konci a epoxidovými skupinami na druhom s polyorganosiloxánmi obsahujúcimi Si-H-.
Štyri. Zmáčadlá pesticídov
Silikónový olej modifikovaný polyéterom- s nízkou molárnou hmotnosťou môže výrazne znížiť povrchové napätie svojho vodného roztoku. Keď sa používa ako zmáčadlo pesticídov, môže zlepšiť priľnavosť pesticídov k listom rastlín v daždivom počasí a znížiť množstvo použitého pesticídu.
Päť. Modifikátor živice
Polyéterové segmenty v polyéterom-modifikovaných molekulách silikónového oleja môžu zlepšiť jeho kompatibilitu so živicami, vytvoriť v živici jednotnú disperziu, zlepšiť tekutosť živice počas tavenia, zlepšiť klzkosť medzi kovmi a plastmi a výrazne zlepšiť vytlačovateľnosť plastov.
Môže tiež podporovať tvorbu mikro-disperzií anorganických materiálov v plastoch, najmä disperzný účinok oxidu titaničitého, uhličitanu vápenatého atď.
Bežné silikónové oleje modifikované polyéterom{0}} však zvyčajne obsahujú 1 % až 20 % hmotnosti zvyškových polyéterových zlúčenín, čo môže ovplyvniť mechanickú pevnosť a napučiavanie rozpúšťadla modifikovanej živice. Riešením je použiť jeden-ukončený alylpolyéter s menšou molárnou hmotnosťou, aby sa podrobil hydrosilylačnej reakcii s metylvodíkom-obsahujúcim silikónový olej, a potom sa nezreagovaný polyéter odparí z výsledného polyéterom-modifikovaného silikónového oleja vo vysokom vákuu.
Šesť. Prostriedky na konečnú úpravu tkanín
Textílie vyrobené zo syntetických vlákien alebo bavlny vykazujú po spracovaní živice silnú hydrofóbnosť, zatiaľ čo konečná úprava pomocou polyéteru-modifikovaného silikónového oleja môže dodať hydrofilitu, absorpciu potu a antistatické vlastnosti.
Ak sa vyžaduje trvanlivosť, hydrofóbne segmenty molekuly polyéterom-modifikovaného silikónového oleja možno nahradiť Si-H skupinami alebo alkoxyskupinami.
Ak sa vyžaduje mäkkosť a hladkosť, hydrofóbny segment možno nahradiť epoxidovými -modifikovanými alebo amino-modifikovanými organokremičitými skupinami.
Sedem. Používa sa pri formulácii separačných činidiel-na vodnej báze
Vodné disperzie polyéterom-modifikovaného silikónového oleja s bodom zákalu 25 stupňov ~ 50 stupňov možno použiť ako separačné prostriedky na tvarovanie polyuretánovej peny a vstrekovanie.
Vodné disperzie polyéterom{0}}modifikovaného silikónového oleja a perfluóralkylfosforečnej kyseliny sa môžu použiť ako separačné činidlá na tvarovanie epoxidovej živice.
Vodné disperzie polyéterom-modifikovaného silikónového oleja a dimetylsilikónového oleja možno použiť ako separačné činidlá na lisovanie a spracovanie plastov, gumy, papierových výrobkov a kovových výrobkov.
OSEM. Latexový tepelný senzibilizátor
Latexové senzibilizátory tepla sú želatinačné činidlá vhodné na použitie s latexom.
Keď sa toto želatinačné činidlo pridá k latexu, je relatívne stabilné pri teplote miestnosti; keď však teplota stúpne na určitú hodnotu, latex rýchlo stuhne a tento typ latexu sa nazýva teplom-senzibilizovaný latex.
Použitie polyéterom-modifikovaného silikónového oleja ako tepelného senzibilizátora pre prírodné aj syntetické kaučukové latexy vedie k veľmi stabilnému latexu pod teplotou bodu zákalu, čo poskytuje dlhú skladovateľnosť; pri zahriatí na teplotu bodu zákalu latex rýchlo tuhne v malom rozsahu teplôt a stuhnutý gél vykazuje vynikajúce vlastnosti.
Teplom-senzibilizované latexy formulované s polyéterovým{1}}modifikovaným silikónovým olejom sa široko používajú ako lepidlá pre netkané-tkané látky a základné látky z umelej kože.
