阻燃型有机硅表面活性剂及其应用

阻燃型有机硅表面活性剂及其应用
结构 性能 应用
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阻燃型有机硅表面活性剂的结构
定义：有机硅表面活性剂是以聚二甲基硅氧烷为其疏水 主链，在其中间位或端位连接一个或多个有机硅极性基团 而构成的一类表面活性剂。
图1 聚二甲基硅氧烷
图2 有机硅表面活性剂结构通式
有机硅表面活性剂按其化学结构中亲水基团R的化学性质可分为阴离子 型、阳离子型、非离子型、和两性离子型4大类，其中以非离子型表面活性 剂研究得最多、应用得最广泛。
• 因植物表皮普遍存在抗湿润性、负电荷性，将其用 于植物表皮，既能提高药效，又能借助渗透作用将 害虫致死。
• 皮革中添加此类活性剂，既能润滑，又能防水，将 其与 有机硅加脂剂结合，能够适当控制加脂剂用量， 进而缩小皮 革化学品制造成本。
• 聚氨酯泡沫塑料生产环节合理添加有机硅表面活性 剂，能起到稳泡、均泡作用，并在一定程度上提升 表面活性，制造软硬度不等、弹性不等的泡沫。
机械加工业
• 阻燃型有机硅表面活性剂不以降低表面质量为条件， 它能有效延长产品寿命，并减少环境污染，为机械 自动清洗、便捷维修提供便利。
谢
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阻燃型有机硅表面活性剂具体应用
日化用品
• 有机硅表面活性剂优点较多，如抗氧化、防水透性、 无 毒等，将其用于日化用品，既能保证皮肤透气效 果，又能带 来安全性和舒适性。
纺织行业
• 纺织纤维在有机硅表面活性剂作用下，呈现效果显 著的杀菌性、抗静电性。
食品、医药行业
• 有效运用有机硅消泡剂能够满足食品药品生产需要， 它以改性聚硅氧烷来消泡、抑泡，且用量小、成本 低、无毒。
Байду номын сангаас
超润湿性
乳液稳定性
• 超润湿性良好的活性剂当属 三硅氧烷表面活性剂，它在 溶液中具有较高适存性。极 性表面分子在氧键作用下形 成单分子层，构成伸展链， 并在极性表面伫立，这与一 般表面活性剂存在明显差别。 当基团空间位阻变化时，铺 展速度和范围会受到影响， 最终影响极性表面定向效果。
• 一般来说，常规碳氢表面活 性剂在乳液稳定方面的作用 力缺失，借助 AFM 设备观 察界面位置硅表面活性剂力 的作用情况。据研究可知， 聚二甲基硅氧烷自身隔水性 显著，用量增加的同时，在 有机溶剂环境中呈现非溶解
图3 有机硅阻燃剂保护层
双-氨丙基聚二甲 基硅氧烷 1%
PEG-12聚二甲基 硅氧烷 4%
其他种类有机硅 13%
氨端聚二甲基硅氧 烷, 9%
聚二甲基硅氧烷醇 16%
聚二甲基 硅氧烷 57%
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阻燃型有机硅表面活性剂的性质
界面性能
• Si—O 主键具有隔水、隔油 特征，它被称为非水介质。 该活性剂与普通碳氢表面活 性剂存在差异，具体表现在 甲基排列方面，阻燃的有机 硅表面活性剂作用于表面， 张力低至20mN/m，但碳氢 表面活性剂作用下的张力低 至30mN/m。从应用角度来 讲，EO/PO 改性有机硅表面 活性剂在市场上备受欢迎， 当 EO/PO 数值改变，意味 着活性剂性能随之变化，其 数值与亲水性成正比。适当 置入 PO，则聚醚链隔水效果 明显增强。
其中当R 为磺酸基、羧基和磷酸基等极性基团，则为阴离子型表面活性 剂；R 含有季铵盐、咪唑盐、吡咯盐、吡啶盐等结构单元时为阳离子型有机 硅表面活性剂； R 为聚氧乙烯醚类非离子基团，则为非离子型有机硅表面活 性剂； R 为氨基酸型和咪唑啉型等基团则为两性离子型有机硅表面活性剂
有机硅阻燃剂通过优化分子结构、提升相对分子质量 实现阻燃抑烟目的。当前，凝聚相阻燃机理为阻燃功效发 挥提供有力条件，燃烧状态下生成无机隔氧绝热保护层 （如图3），进而降低毒烟危害。
特性。
活性调节性
• 研究学者以实验分析的方式 观察聚氧乙烯醚三硅氧烷表 面活性剂与二氧化碳融合表 现，基于 EO 数调整改变乳 液存在状态。对此，研究人 员分析基团敏感表现，可通 过增减聚二甲基硅氧烷主链 来调整表面活性。
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阻燃型有机硅表面活性剂具体应用
发酵工业 农药领域 皮革行业 塑料工业
• 满足亲水性、疏水性需要，非离子型有机硅表面活 性剂在消泡方面发挥显效作用。