丁炔二醇醚改性有机硅表面活性剂的制备及构效关系

以八甲基环四硅氧烷和四甲基环四硅氧烷为单体、六甲基二硅氧烷为封端剂,在酸性条件下经缩聚反应制得了不同硅氧烷链长(简称链长,m+n)和硅氧烷链节与含氢硅氧烷链节比(简称链节比,m/n)的含氢聚硅氧烷(LPMHS);接着,LPMHS与丁炔二醇二乙氧基醚(BEO)进行氢化硅烷化反应,制得了一系列丁炔二醇醚改性有机硅表面活性剂(PSi-EO)。采用FTIR和^(1)HNMR对PSi-EO进行了表征,测试了其性能,探究了其结构与性能之间的构效关系。结果表明,当m/n=4时,随着m+n的增加(5~30),PSi-EO消泡能力持续降低,抑泡能力呈先升高后降低的趋势,当m+n=20时抑泡时间为16.53 min,而其水溶液的临界胶束浓度不断减小、最低表面张力不断提高,PSi-EO水溶液的最低表面张力由链长决定;当m+n=20时,随着m/n的减小(18/2~14/6),PSi-EO的消泡能力增加,而抑泡能力降低,m/n=17/3时的PSi-EO具有较优的消/抑泡能力(消泡时间71.28 s;抑泡时间19.34 min);随着m+n的增加和m/n的降低,PSi-EO分子链延长且亲水基接枝量增加,其接触角也随之增大,润湿能力降低;PSi-EO在水溶液中均能形成球形胶束,较小的聚集体可自组装形成大而复杂的聚集体,平均粒径为100~300 nm,其聚集体形态与其链长和链节比无关;PSi-EO分子更倾向吸附于气液界面,可快速降低分子附近泡膜的表面张力,从而促使气泡破灭。

丁炔二醇醚改性有机硅消泡剂的制备及性能表征

本研究利用丁炔二醇二乙氧基醚(BEO)对含氢聚硅氧烷(LPMHS)进行氢化硅烷化反应,制得具有消泡和抑泡性能的丁炔二醇醚改性有机硅(PSi-EO)表面活性剂,并将其与硅膏和硅树脂进行复配,在Span/Tween复合乳化剂的乳化作用下,经两相转化法制得PSi-EO消泡剂。该消泡剂制备的最佳工艺条件为:PSi-EO添加量4%,复合乳化剂为Span60/Tween60,乳化剂亲水亲油平衡值=10,乳化剂添加量6%。自制消泡剂乳液的消泡时间12 s,相较于市售聚醚改性有机硅消泡剂(消泡时间22 s),具有更强的消泡能力。PSi-EO在消泡剂制备中具有助乳化和降低表面张力的作用,添加PSi-EO的消泡剂乳液乳化程度提高、表面张力降低,且在造纸涂料的应用中具有更低的润湿缺陷。