流平剂原理1

相共存时的表面张力关系。最常见的模型就是接触角，如图2所示。

γL=液体的表面张力

θ=接触角

γS=固体底材的表面张力

γL在水平方向的分量=γL×cosθ

γI=液固界面的表面张力

图2 接触角模型

在这个模型中，水平方向是我们关心的。抛开复杂的

平剂活性流平剂/表面活性剂

波长λ

振幅α

波谷部分受液体表面张力驱动而趋向于收缩界面

成为流平动力。表面张力越高，驱动能力越大。

图４ 正弦波流动模型

水平面上的常见漩涡发花 垂直面上的发花成为竖条纹

图５ 贝纳德漩涡模型

贝纳德漩涡不是一个理想的数学模型，而是湿膜的实

式(3)

聚有机硅氧烷可用作各种材料，但最主要是用作助

式(4)

这个反应与含氢硅油、不饱和聚醚、不饱和烷烃、聚酯、不饱和氟单体等一起，使得各种有机改性的嵌段、接枝聚合物能够被顺利工业化，真正意义上的改性有机硅助面世了。对SiH 与双键的加成反应至今没有Goldschmidt 在2007年还在报告继续对著名的Krastedt铂催化剂进行改良。

3.2.1 线型聚醚改性有机硅和梳状聚醚改性有机硅梳状的聚醚改性有机硅：

＋

＝

线型聚醚改性的聚二甲基硅氧烷有许多可以变化组合的地方：(1)中间的聚二甲基硅氧烷的长度；(2)端基里的聚醚组成，—EO—代表聚乙二醇醚重复代表聚丙二醇醚重复链节)O—，a/b 的不同带来不同的组合而且单独EO，或者单独PO的聚醚，三嵌段—PO—EO—PO—、—EO—PO—EO—的类型也有实际应用；(3)上述聚醚部分的相对分子质量；(4)端基R，可以是羟基、丁氧基、乙酰基、酯基、更而梳状的聚醚改性有机硅则还要考虑：①是否同时带有两端的改性；②侧链的密度。

基于上面的变化，得到庞大的市售产品体系。这几个主要的方面，决定了性能。

有机硅部分对相容性和滑度有重要的影响。文献表明只要二甲基硅氧烷链节占整个聚合物总量的40%，其表面的自身分子间作用力，和非常高的链柔顺性，这个结构即便在有机硅工业中也成为比其他有机硅硅氧烷更为常用的核心。其甲基呈规整反式在界面排布的模型，能够解释其卓越的降低表面张力能力和滑度，见图6。

图６ 聚二甲基硅氧烷的全反式构象之表面基团排布

当然，如果这一段聚二甲基硅氧烷链过长，即便有端基和侧链的聚醚改性，最终还是会倾向于跟目标体系不够相容。因此有机硅部分对于流平助剂有一个大致的范围，一般相对分子质量在1 000~3 000。如果相对分子质量高10 000，即便改性，产品也常常倾向于消泡。如

式中的M是烷基，X是混合聚醚。其不同含硅量和不

同聚醚相对分子质量组合及稳泡行为比较见表

式(7)

合，使得聚二甲基硅氧烷能够在高极性的水性-低极性的

脂肪烃溶剂体系中适应。聚醚部分对相容性的调节提供

了这种适应的基础，尤其是梳状的聚醚改性结构，如果

可以是羟基、可水解的烷氧基或者是基于羟基进一步反应的封端。它的另一个特征是基于有机硅的环体。

也有利用如下示例的单体式(10-12)引入聚醚改性有机硅使之在底材润湿和附着方面提高性能：

(D) 关于流平性的讨论

聚醚改性有机硅的结构体系如此复杂多变，其流平性当然不能够简单地定性。尽管已知其降低表面张力和在界面展布均匀表面张力分布的能力是明确的。但实际应用中，仍然会面对许多具体的流平问题，例如立面的流平、后期的流动控制、对气流的敏感、对环境灰尘的润湿等等这些具体问题都还没有明确的定论，所总结的多是一些经验。例如：在立面问题上，需要总体相对分子质量较高的

PO聚醚的短链有机硅流平剂对长波流平有效。

7 Baysilone 聚醚改性有机硅流平剂性能比较

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