硅油及其在日化领域的应用ppt课件

2
1938-1970年有机硅领域创新工作
硅氢加成反应催化剂发明 和碳官能团有机硅化合 物合成方法的建立
Rochow发明直接法合成 有机硅单体
硅烷偶联 剂合成和应用
有机硅氧烷环体开环聚 方法合成硅橡胶
创新
气相白炭黑的制造 及在有机硅材料 中应用
有机硅单体缩聚反应 制备有机硅高分子材 料产业化和应用
3
从硅油乳液作为织物柔软剂的发展来看硅油乳液类型的发展历程
第一代有机硅织物柔软剂： 硅油分子中没有反应基团，使用之前要将其制 成稳定乳液，手感、耐洗性和弹性均较差。
第二代有机硅织物柔软剂： 含氢硅油中含有高反应活性的Si-H键，在整理过 程中将相互交联形成网状结构，具有良好的柔软 性，赋予织物弹性和高抗皱性。
5
2.硅油的结构特点
①Si—O偶极间的相互 ③原补旋子Si偿结间-O，构的键使。距的得离键S长长i—，、O使键呈得角螺聚较硅大， 氧具O零柔键②硅外S用烷有，顺i—旋每氧，力类很所O转个链起小高大以链所螺节着，分的聚之需环组屏表子自硅间的由成蔽面化由氧的能，作张6合度烷个相量甲 用 力物，主左互几基，小原围链右作乎向使。子绕十为间分Si-
聚醚改性聚硅氧烷结构控制及其构效关系研究.余琼.2006. 浙江9 大学
4.硅油的分类
惰性硅油
在使用中一般不参与化学反应 更多的是利用硅油的物理性质，而不是化学性质
如：甲基硅油、苯基硅油、聚醚硅油、长烷基硅油、乙基 硅油等
反应性硅油
有明确的反应性基团 在使用中通常参与化学反应
如：羟基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、氨基硅油、巯基硅油等
H CH Si
8
硅油分子量与粘度表面张力的关系
表面张力 mN/m
35 34 33 32 31 30 29 28 27
3500
4500
5500 硅油分子量
6500
硅油分子量与表面张力的关系
硅油1 硅油2 硅油3 硅油4
7500
研究表明，随着硅油分子量的增加，其粘度增大，其水溶液的表面张 力也在增大这是因为在表面活性剂水溶液中，表面张力的降低是依靠疏水 基团占据溶液表面，从而使得表面张力降低。随着硅油分子量的增大，分 子链也变长，聚硅氧烷在水溶液的表面就不容易定向排列，导致表面张力 下降趋势减弱，水溶液的表面张力变大。
4
二、硅油
1、定义：
硅油是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。 它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初缩聚环体，环体经裂 解、精馏制得低环体，然后把环体、封头剂、催化剂放在一 起调聚就可得到各种不同聚合度的混合物，经减压蒸馏除去 低沸物就可制得硅油。
硅油一般是无色（或淡黄色），无味、无毒、不易挥发的液 体。具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰 性和较小的表面张力，此外还具有低的粘温系数、较高的抗压 缩性，有的品种还具有耐辐射的性能。
有机硅的分类
消泡剂、润滑剂、脱 模剂、防黏剂、抛光 1 表面处理剂等应用于 化妆品、润滑油、平 滑油、涂料等行
优异的热氧化稳定 性、耐候性、电绝 2 缘性以及防黏脱模 剂被广泛应用于涂 料、粘结剂、模塑 料等领域
4 玻璃纤维表面处理、 无机填料的表面处 理、密封剂、粘结 剂等
有机硅
分为高温硫化硅橡胶和 室温硫化硅橡胶，其应 用制品在航空航天、电 子电器、机械制造、医 3 疗卫生等领域广泛应用
10
5.硅油的特性
高粘度硅油
滑爽性
柔软性
吸湿 排汗性
亲水性硅油
氨基硅油
蓬松性
低粘度硅油
Moustafa M. G. et al. Carbohydr. Polym. 2011, 86(2): 625-629
11
6.硅油乳液
硅油乳液是重要的有机硅产品之一。
乳液：两种不混溶的液体，其中一种以细小的形态而稳定地分散 在另一种中液体中。可由硅油、水和乳化剂混合后经高速搅 拌、机械乳化 制得，也可由乳液聚合方法直接制得，乳液聚合 法发展较晚，由此方法制得的有机硅乳液比机械乳化法分散性、 乳化性更好。
6
3.硅油的基本结构
结构特点一：化学键
硅氧硅键(Si-O-Si) 硅碳键(Si-C) 硅氧键 (Si-O-R) 硅氢键 (Si-H) 其他有机基团成键
如：C-C,C=C,C-N, C-O-C
耐热性、阻燃性、抗氧化 性、耐电晕、耐电弧性、 耐辐照性、介电性、耐候 性
表面活性、疏水性、脱模 性、消泡性
0.25-0.1 0.1-0.06
<0.06
颜色
乳白 兰白 半透明 透明
氨基硅油乳液粒径分布
嵌段硅油乳液粒径分布
嵌段型聚硅氧烷织物整理剂的制备及应用. 李洁. 2013.华东理工大1学3
7.硅油乳液乳液分类
按照聚硅氧烷的种类分为三种：
（1）非活性聚硅氧烷类 最典型的代表是聚二甲基硅氧烷，硅原子上所连地全为非活性 的甲基它不能自身交联，也不能参与反应。
耐寒性、可压缩性、低蒸 气压、生理惰性
7
3.硅油的基本结构
结构特点二：有四种基本单元
M
D
T
Q
C
C
C
O
C Si O O Si O O Si O O Si O
C
C
O
O
结构特点三：硅甲基不可缺少
甲基硅碳键是最稳定的硅碳键
硅甲基的存在赋予硅油独特的性能
H
各种硅油都是甲基硅油的衍生物
衍生硅油用甲基以外的基团命名
油
水 （乳化前） 分层的两相
油滴被如乳化剂 分子包围并分散 在水里
（乳化后）
连续相和分散相在乳化剂作用下相容
12
硅油乳液粒径及分布
乳液粒径及粒径分布是聚合物乳液的重要技术指标，其数值大 小，对乳液的性能，如乳液的颜色、涂膜的光泽、聚合物的粘 接力等产生直接影响。
粒径分布与外观
粒径，(m) >0.25
（2）活性聚硅氧烷类 如聚甲基氢硅氧烷、羟基硅油等，其中的活性基团可以参与反 应，可以形成网络状的大分子。
（3）改性聚硅氧烷类 即改性硅油乳液，如环氧改性硅油、羟基改性硅油、氨基改性 硅油、聚 醚改性硅油、羧基改性硅油等。改性硅油的有机官 能团能够参与反应，同时，赋予乳液特定的功能。
来自百度文库14
8.硅油乳液的发展
硅油及其在日化领域的应用
1
一、有机硅的发展
19世纪60年代
有机硅化合物出现及其化学研究的开
——20世纪30年代末 始。
1938年—— 1970年 1970年——至今
有机硅化学基础理论和工业化合成、 材料加工方法和应用技术的创立，有 机硅产业的形成、壮大。
有机硅和聚合物合成、产品制造工艺、 应用技术不断创新、应用领域拓展， 有机硅化学及其材料领域飞速发展