盐酸介质中聚醚改性七甲基三硅氧烷对碳钢的缓蚀研究

本文研究了三种聚醚改性七甲基三硅氧烷(分别简称为TEO-13、TEO-23和TEO-29)的缓蚀性能。通过静态失重筛选出缓蚀效果较好的聚醚硅氧烷,利用动电位扫描极化曲线及SEM考察了最优化的聚醚硅氧烷在1.0mol·L-1盐酸中对20#碳钢的缓蚀效果,并对缓蚀机理进行了探讨。结果表明:合成的聚醚改性七甲基三硅氧烷对碳钢在HCl介质中表现出优异的缓蚀效果,其中TEO-23的缓蚀效果最好,当达到0.9g·L-1的浓度时,腐蚀速度降为5.9g·(m2·h)-1,缓蚀效率为94.1%。扫描电镜显示TEO-23可在碳钢表面形成致密完整的吸附保护膜,阻碍碳钢的腐蚀。极化曲线表明,该表面活性剂属于阴极型缓蚀剂。

多功能基共改性聚甲基三氟丙基硅氧烷的合成表征与膜形貌

通过聚甲基三氟丙基含氢硅氧烷与端烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸十八醇酯、烯丙基缩水甘油醚的硅氢化加成反应,制备了一种十八酯基/聚醚/环氧基共改性聚甲基三氟丙基硅氧烷(PSA-PFMS)。用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、场发射扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)等仪器分别对PSA-PFMS的结构、成膜形态及性能进行表征和研究。结果表明,在棉纤维和单晶硅表面,PSA-PFMS均可成膜。在单晶硅表面,可形成粗糙度大(2μm×2μm的扫描范围内,硅膜的均方粗糙度达1.197 nm)、呈微观相分离结构的疏水膜。该膜附着在纤维表面,能使处理后织物表面水的静态接触角达到129.2°。

响应面法优化合成1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷

选用六甲基二硅氧烷(MM)和高含氢硅油(DH)为原料,强酸型离子交换树脂作催化剂,采用响应面优化法对1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)的合成工艺进行优化。在单因素实验的基础上,依次采用Plackett-Burman设计,最陡爬坡实验及Box-Behnken设计法进行工艺优化,以MDHM的质量分数为响应值作响应面,然后进行回归分析。实验结果表明,MDHM的最佳合成条件为:反应物质量比为m(DH)∶m(MM)=1∶13.45,反应温度为62.5℃,催化剂用量为7.09%。在反应时间10h的条件下,产物中MDHM的质量分数为40.62%,与模型预测值基本相符。通过研究温度对反应动力学的影响,进一步验证了所取温度和时间的合理性。

聚醚氨基改性三硅氧烷的制备及性能

将1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(HMTS)和烯丙基缩水甘油醚(AGE)在氯铂酸催化下,经硅氢加成反应制得环氧基改性三硅氧烷(ETS),再将其和聚醚胺(ED900)进行开环反应制得了一种新型聚醚氨基改性三硅氧烷(PEATS).用IR对ETS和PEATS的结构进行了表征,并对PEATS的界面性能、发泡性能、在硬水中的稳定性和在织物整理中的应用性能进行了测试.结果表明:PEATS溶液的最低表面张力(γcmc)为26.2 mN/m,临界胶束浓度(cmc)为0.9 g/L;质量分数为0.1%的PEATS水溶液的发泡力为1.47,5 min的稳泡性为0.57;在硬水中的稳定性为5级.随着整理浴液中PEATS用量的增加,被整理织物的柔软性提高,白度降低,但对吸湿性影响不大,和空白布样的吸湿性相近.

1,1,1,3,5,5,5-七甲基-3-[2-(三甲氧基硅烷基)乙基]三硅氧烷的合成与表征

以七甲基三硅氧烷(MDHM)、乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)为原料,氯铂酸的异丙醇溶液为催化剂,采用硅氢加成反应,在氮气保护下合成1,1,1,3,5,5,5-七甲基-3-[2-(三甲氧基硅烷基)乙基]三硅氧烷(β-HTEOs),并用气相色谱-色谱连用(GC-MS)、核磁共振谱(1 H-NMR、29Si-NMR)、傅里叶红外变化光谱(FT-IR)对合成产物进行表征;通过探讨反应温度、反应时间、原料配比以及催化剂浓度对硅氢加成反应的影响,得到β-HTEOs合成的最优化条件,采用视频接触角仪测定其在玻璃基材上润湿铺展情况,表明β-HTEOs在玻璃基材上完全铺展,具有较低的表面张力。

磷酸酯型聚醚改性三硅氧烷的制备及界面性能

以烯丙基聚氧乙烯醚(FAE-10)和1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(HTSO)为原料,在H_2Pt Cl6催化下,经硅氢加成反应先合成末端带羟基的聚醚改性三硅氧烷(TPETS),再与H_3PO_4进行酯化反应,制得一种磷酸酯型聚醚改性三硅氧烷(PTSS)。用正交试验对其酯化反应条件进行了优化,用红外光谱(IR)对PTSS的结构进行了表征,并对PTSS的临界表面张力、临界胶束浓度、发泡性能等进行了测定。结果表明,PTSS酯化反应的优化条件为:反应温度80℃、反应时间4 h、n(TPETS)∶n(H_3PO_4)=1∶1.1。PTSS的临界表面张力(γ_(cmc))为21.9 m N/m,临界胶束浓度(cmc)为5.0×10^(-4)g/m L。质量分数为0.1%的PTSS水溶液发泡力为3.03,5 min稳泡性为0.590。对煤油和苯的乳化力分别为131和304 s。

多功能基共改性聚甲基三氟丙基硅氧烷织物整理剂的合成及应用

利用丙烯酸十八醇酯、端烯丙基聚氧乙烯醚、烯丙基缩水甘油醚与聚甲基(3,3,3-三氟丙基)/甲基含氢硅氧烷的硅氢加成反应,制备了一种新型十八酯基/聚醚/环氧基共改性聚甲基三氟丙基硅氧烷(PFSEAS),并考察其在棉纤维织物上的应用效果.用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)及场发射扫描电镜(FESEM)表征其结构及研究其在棉纤维表面的成膜性.结果发现:PFSEAS能在纤维表面形成一层光滑且具有良好疏水性的膜,整理后的棉织物与水的静态接触角最高可达129.2°,易去污等级达5级.PFSEAS整理对棉织物的白度影响不大,并可使其柔软度增加。

低泡型聚醚酯改性三硅氧烷的制备与性能研究

在氮气保护下,以烯丙基聚氧乙烯醚醋酸酯与七甲基三硅氧烷为原料,在Karstedt催化剂催化下反应,制得了聚醚酯改性三硅氧烷,讨论了反应物摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间对制备聚醚酯改性三硅氧烷性能的影响。结果表明,当反应物摩尔比为1.4∶1.0,催化剂用量为0.10%(质量分数),反应温度为110~120℃,反应时间为2 h,制得的聚醚酯改性三硅氧烷表面张力很小,铺展性能和低泡效果均较好,0.1%聚醚酯改性三硅氧烷的表面张力为20.81 mN/m,铺展直径为43.0 mm,发泡力为1.13,5 min稳泡性为0.20。产品结构经红外光谱表征。

随机质心衍射法优化合成1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷的工艺研究

选用含氢量为1.4%的高含氢硅油(DH)和六甲基二硅氧烷(MM)为原料,强酸型离子交换树脂作催化剂,采用随机质心衍射优化法对1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)的合成工艺进行优化。此过程仅用了13次试验,优化所得工艺条件为:m(DH)∶m(MM)=1∶13.03,催化剂用量为6.34%,反应温度65.3℃,反应时间8.15 h,在该条件下所得产物的平均产率为39.56%。

端乙烯基聚醚改性三硅氧烷表面活性剂的合成及性能

以1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷（MDHM）和二乙烯基-1,4-丁二醇醚为原料,合成了聚醚改性的三硅氧烷表面活性剂。采用红外光谱（FT-IR）法和表面张力仪对其结构和性能进行了表征,并对其水解稳定性和乳化性能进行了测定。研究结果表明：产物的CMC（临界胶束浓度）为0.026 g/L、γCMC（最低表面张力）为18.3 m N/m和HLB（亲水亲油平衡）值为13.37,说明产物具有渗透、润湿之双重特性,并能显著降低水溶液的表面张力;当产物的p H为5-8时,其具有良好的水解稳定性;该产物具有优良的亲油性和亲水性,并且其乳化性能优异。

1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷的合成与纯化

以六甲基二硅氧烷(MM)和全含氢硅油(DH)为主要原料,在浓硫酸的催化作用下,合成1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)。考察了反应物质量比、反应时间、反应温度及催化剂用量对反应选择性的影响,确定MDHM的最佳合成工艺条件为:反应物质量比为m(MM):m(DH)=13︰1,反应时间7h,反应温度30℃,催化剂用量为5%。

哌嗪改性聚醚基聚二甲基硅氧烷的合成与应用性能研究

利用哌嗪与自制的聚醚/环氧硅油中间体反应合成了一种哌嗪改性聚醚基聚二甲基硅氧烷PPEPS,对其进行了结构表征和应用。结果表明:原料含氢硅油的平均相对分子质量、PPEPS的硅含量对其应用性能有影响。增加原料含氢硅油的平均相对分子质量,提高硅含量,可改善PPEPS的柔软性,而对织物的吸湿性影响不大。

三硅氧烷羧酸钠表面活性剂的合成及性能

采用1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(TSO)和丙烯酸乙酯(EA)为原料,通过硅氢加成和酯水解反应,合成一种新型三硅氧烷羧酸盐表面活性剂——七甲基三硅氧烷丙酸钠(TSO-SP)。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对目标产物进行结构表征,测试了产物的表面张力、泡沫性能、消抑泡性能、乳化性能、接触角和热稳定性能。结果表明:目标产物的临界胶束浓度(CMC)为7.94×10^(-3)mol/L,最低表面张力为26.18 mN/m;2 g/L的TSO-SP溶液的起泡量为2 mL,5 min内稳泡率为25%,TSO-SP对3种起泡液的消抑泡性能由大到小依次为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、烷基糖苷-0814(APG-0814);TSO-SP对玉米油的乳化效果要远优于液体石蜡、二甲基硅油(350 Pa·s)和环己烷;1 g/L的TSO-SP溶液可以润湿固体石蜡表面,平衡接触角为72°;TSO-SP的热解温度为330℃,具有良好的热稳定性。

聚醚改性三硅氧烷的合成工艺研究

以烯丙基聚醚与七甲基三硅氧烷为原料,通过硅氢加成反应合成出聚醚改性三硅氧烷。用IR对其结构进行表征,研究了催化剂用量、反应温度、反应时间、烯丙基聚醚与七甲基三硅氧烷的量之比[n(醚)/n(硅)]对七甲基三硅氧烷转化率的影响以及七甲基三硅氧烷转化率与产物表面张力的关系。结果表明,较佳反应条件是n(醚)/n(硅)为1.2、铂原子相对于七甲基三硅氧烷的质量分数为0.00075%、反应时间1 h、反应温度100～110℃。在此条件下合成出的聚醚改性三硅氧烷的0.1%的水溶液的表面张力为20.3 mN/m,七甲基三硅氧烷的转化率为98.1%。

聚醚改性三硅氧烷的合成工艺研究

以1，1，1，3，5，5，5-七甲基三硅氧烷和丙烯基聚醚为原料，氯铂酸为催化剂，异丙醇为溶剂，通过硅氢加成反应合成出聚醚改性三硅氧烷。研究了反应温度、物料比、活化温度和时间、催化剂用量、反应时间对七甲基三硅氧烷的转化率的影响，并且对产物的表面张力性能进行测试。得出了较佳反应条件：反应温度100℃、烯丙基聚醚与七甲基三硅氧烷的物质的量比为1．2：1、活化温度60℃、活化时间为30min、氯铂酸相对三硅氧烷的质量分数为0．0015％、反应时间2h。此反应条件下三硅氧烷的转化率为99．34％，临界胶束浓度CMC为1．71×10～mol／L，临界胶束浓度下的表面张力为20．19mN／m，其水溶液在pH值为5～9的条件下不易分解可以存放1个月。

1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷的合成研究进展

对1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)的合成方法进行了评述;在此基础上,对甲基氯硅烷的水解、缩合反应机理进行了分析,并指出了今后合成MDHM的研究方向。

聚醚改性三硅氧烷的生物降解性能研究

通过振荡培养实验和连续活性污泥模拟实验研究了聚醚改性三硅氧烷的初级生物降解性能和最终生物降解性能,并通过水解实验考察了水解对生物降解的影响。研究发现:在振荡培养实验中,第7天时的初级生物降解度为30.6%(硫氰酸钴法)和34.5%(表面张力法);在连续活性污泥模拟实验中,降解稳定期平均初级生物降解度为32.8%(硫氰酸钴法)和34.6%(表面张力法),平均最终生物降解度为26.3%;水解对生物降解基本无影响。结果表明,聚醚改性三硅氧烷不易初级生物降解和最终生物降解。

低泡型烯丙基聚氧乙烯甲基醚改性三硅氧烷的合成、性能及应用

为合成低泡型农用助剂,用七甲基三硅氧烷与烯丙基聚氧乙烯甲基醚(1a)进行加成,合成了未见文献报道的烯丙基聚氧乙烯(n=7)甲基醚改性三硅氧烷表面活性剂(2a)。通过红外光谱和核磁共振氢谱对2a的结构进行了确证。性能测试结果表明:质量分数为0.1%的2a水溶液的表面张力低于20.50 mN/m,30 s铺展直径52.5 mm,泡沫量36 mL,综合性能与国外低泡型农用助剂相当。相比于广泛使用的农用助剂FGM683,泡沫量减少了50%以上。室内生物活性测定结果表明,在25%噻虫嗪水分散粒剂(WG)中添加质量分数为0.1%的2a后,其对稻飞虱的LC50值为1.55(1.27~1.82)mg/L,而未添加2a的LC50值为2.01(1.71~2.34)mg/L。田间试验结果表明,在有效成分为225 g/hm^(2)的25%噻虫嗪WG中添加90 g/hm^(2)的2a,药后3 d和7 d对稻飞虱的防治效果分别增加5.8%和9.0%。本研究结果表明,低泡型聚醚改性三硅氧烷2a可显著增加25%噻虫嗪WG对稻飞虱的防治效果,可以作为桶混助剂用于水稻田稻飞虱的防治。

聚醚改性三硅氧烷表面活性剂性能测定研究

文章对聚醚改性三硅氧烷表面活性剂的表面张力、CMC值、HLB值、乳化性能以及水解稳定性进行了测试研究,较为详细地比较了不同产品的水解稳定性。

固体超强酸SO_4^(2-)/ZrO_2催化合成七甲基三硅氧烷的研究

以含氢硅油和六甲基二硅氧烷(MM)为原料,在SO42-/ZrO2固体超强酸催化下进行调聚反应,制得1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)。考察了原料配比、反应温度、反应时间及催化剂用量对MDHM收率的影响,并用红外光谱及气相色谱-质谱联用分析对产物进行了表征。结果表明,MDHM的最佳合成工艺为:反应温度70℃,反应时间7 h,MM与含氢硅油的质量比4∶1,SO42-/ZrO2固体超强酸用量为投料总质量的4%;在此条件下,MDHM的收率为31%~34%,固体超强酸的使用次数达到16次,产品质量较高。