聚醚改性有机硅季铵盐的合成及性能

表面活性剂溶液浓度 , 按其中有效物的质量 分数计算 , 分别为 A ESA 7 % , K12A 7 % , A E2 SA 和 K12A 按 1∶1 比例的复配溶液 7 %。 116 香波溶液的配制
香波溶液浓度为 10 %。本实验用的香波属 于珠光型 , 其配方如下 (质量分数 , % ; 配方 3 中加入的是含硅量 50 %的乳化硅油) :
图 6 为聚醚改性有机硅季铵盐在 3 种不同配 方香波中对泡沫的影响 。
由图 6 可知 , 香波体系中加入聚醚改性有机 硅季铵盐有一定的消泡作用 。但与加入相同乳化 硅油的消泡情况相比要好得多 。
3 结论
从低含氢硅油出发 , 合成了带有季铵盐的聚 醚改性有机硅 , 并通过红外光谱对产物进行了表 征 ; 采用化学滴定法测定了未反应含氢硅油的活 性氢质量分数 , 由此计算出聚醚硅氧烷反应的产 率为 9617 % , 与 阴 离 子 表 面 活 性 剂 A ESA 、 K12A 具有较好的配伍性 , 在香波体系中虽具有 一定的消泡性 , 但比加入乳化硅油时的情况要好 得多 , 仍不失为一种理想的香波调理剂 。
聚硅氧烷季铵盐就是在聚硅氧烷的侧链上接 上季铵盐 。与一般的乳化硅油相比 , 它的调理功 能更全面 , 具有品质温和 、亲水性和配伍性好等 优点[3～8 ] ; 同时 , 还可降低脂肪醇聚氧乙烯醚 硫酸钠盐等阴离子型表面活性剂的脱脂作用 , 故 多用作护发类产品的杀菌剂和头发调理剂[9～12 ] 。
参 考 文 献
1 幸松民 , 王一璐. 有机硅合成工艺及产品应用 , 北
京 : 化学工业出版社 , 20001818 2 李光亮 1 有机硅高分子化学 1 北京 : 科学出版社 ,
1999127 3 陈晓红. 聚硅氧烷表面活性剂的研究进展及应用 1
日用化学品科学 , 1997 (10) : 4 4 唐理球 , 马大富 , 陈冠军 1 季铵盐硅酮表面活性剂
准溶液滴定 , 以 1 %的淀粉溶液为指示剂 , 当蓝
色转变为无色时即为终点 。同时作空白试验 。
Si —H 中氢的质量分数按下式计算 :
ωH = 2 M
(V1 -
V 0) ×015 ×11008 ×100 % m ×1000
式中 , ωH 为活性氢的质量分数 ; M 为 Na2 S2O3 标准溶液的摩尔浓度 , mol/ L ; V 1 为试样消耗 的 Na2 S2O3 溶液的体积 , mL ; V 0 为空白样消耗 Na2 S2O3 溶液的体积 , mL ; m 为试样质量 , g 。
原料名称 A ESA (25 %) K12A (30 %) 6501 珠光片
聚醚改性有机 硅季铵盐
乳化硅油
ED TA DMDM CAB - 35 柠檬酸 去离子水
配方 1 35 15 3 1
配方 2 35 15 3 1
配方 3 35 15 3 1
0
1
0
0
0
2
011
011
011
011
011
011
2
2
2
图 5 为聚醚改性有机硅季铵盐在 A ESA 和 K12 复配溶液中的发泡性 。
图 2 与阴离子表面活性剂的配伍性 1 —与 A ESA 的配伍性 ; 2 —与 K12A 的配伍性 。
213 在 7 %的 A ESA 溶液中的发泡性 图 3 为聚醚改性有机硅季铵盐在 7 %的 A E2
SA 溶液中的发泡性 。
反应釜 : 1000 mL , 带真空和冷凝系统 , 南 京日用化学应用研究所 ; 增力搅拌机 : JB50 —D 型 , 上海标本模型厂 ; 泡沫仪 : 上海实验仪器 厂 ; 电热器 : JL 系列 , 江苏芦沟电热器厂 。 112 聚醚环氧改性聚硅氧烷的合成
在干燥的三口烧瓶中 , 加入一定量的聚氧乙 烯烯丙醚 、不饱和缩水甘油醚 、氯铂酸催化剂 , 在正丙醇溶剂中 , 加热到 60 ℃左右 ; 用滴液漏 斗滴加含氢硅油 , 反应温度控制在 80 ℃左右 , 反应过程中通氮气保护 , 反应时间 4～5 h ; 取样 测定活性氢转化率达到 95 %以上后 , 抽真空除 去未反应物和溶剂 , 得浅黄色透明液体 。 113 聚醚氨基改性硅氧烷的合成
在装有搅拌器 、温度计和冷凝器的三口烧瓶 中加入一定量的二甲胺水溶液 , 用滴液漏斗将聚 醚环氧改性聚硅氧烷滴加到三口烧瓶中 , 控制滴 加速度 , 反应温度保持在 30 ℃; 反应 3 h 后 , 抽真空除去过量的二甲胺 , 得浅黄色透明粘状液 体。 114 聚醚改性有机硅季铵盐的合成
先称取一定量的一氯乙酸 , 用 NaOH 溶液
图 4 在 7 %的 K12A 溶液中的发泡性 1 —空白 ; 2 —产物质量分数 015 % ; 3 —产物质量 分数 1 %
图 3 在 7 %的 A ESA 溶液中的发泡性 1 —空白 ; 2 —产物质量分数 015 % ; 3 —产物质量 分数 1 %
由图 3 可知 , 聚醚改性有机硅季铵盐对表面 活性剂 A ESA 溶液有一定的抑泡作用 ; 且随着 浓度的增大 , 抑泡作用越明显 。因此 , 在应用于 香波配方中时要慎重考虑对体系泡沫的影响 。同 时 , 从发泡情况来看 , 其发泡情况良好 , 但稳泡 效果较差 。 214 在 7 %的 K12A 溶液中的发泡性
198 中国有机硅学术论文集 , 杭州 , 19981221 5 周宇鹏 , 李宴平 1 高档香波调理剂 —聚硅氧烷的合
成与应用 1 日用化学工业 , 1994 (4) : 5 6 王正熙 , 孙道桐 , 曹立群 1 有机硅合成产物 Y - PJ
中残留 Si —H 的红外光谱定量分析 1 有机硅材料及应 用 , 1994 (5) : 12 7 李 干 佐 , 刘 少 杰 , 肖 洪 地 等 1 硅 氧 烷 表 面 活 性 剂 ( Ⅰ) 、( Ⅱ) . 日用化学工业 11998 , (2 , 3) : 49 8 野田功 1 硅氧烷表面活性剂的结构及其特征 1 日用化 学工业译丛 , 1991 (1) : 7 9 Virginia raymond t himineur. New developments in alkyl
图 4 为聚醚改性有机硅季铵盐在 7 %的 K12A 溶液中的发泡性 。
由图 4 可 知 , 聚 醚 改 性 有 机 硅 季 铵 盐 对 K12A 溶液也有抑泡作用 ; 但其稳泡效果要比在
图 5 在 7 %的 A ESA 与 KE12A 的复配 溶液中的发泡性
1 —空白 ; 2 —产物质量分数 015 % ; 3 —产物质量 分数 1 %
· 12 ·
有 机 硅 材 料
第 16 卷
高 , 这将有利于配方的设计 。由曲线 2 可知 , 与 K12A 溶液的配伍性和与 A ESA 的配伍性相似 , 但与 K12A 的配伍性更好 。
A ESA 中好许多 , 而且泡沫也更加细腻和丰富 。 215 在 A ESA 与 K12A 的复配溶液中的发泡性
聚醚环氧改性聚硅氧烷转化率按下式计算 :
转化率 =
(1
-
反应后的含氢量 反应前的含氢量
×100
%)
图 1 产品的红外光谱
从 图 1 可 以 看 出 , Si —H 在 2 280 ～ 2 080 cm - 1处的特征吸收峰很弱 , 这表明在合成中含氢 硅油的转化率很高 , 但仍有少量未反应完全 ; 1 130～1 000 cm - 1处为 Si —O —Si 的两个很强的吸 收峰 ; 1 261 cm - 1和 802 cm - 1处为 Si —CH3 很强 的吸收峰 ; 1 220 —1 020 cm - 1处为 C —N 的吸收 峰。 212 与各种阴离子表面活性剂的配伍性
01175 % , 蓝星星火化工厂 ; 不饱和缩水甘油醚 : 工业级 , 美国进口 ; 聚氧乙烯烯丙醚 : 工业级 , 相对分子质量为 300 或 600 , 广州化学助剂厂 ; 氯铂酸 : CP , 广州市中祥商贸有限公司 ; 二甲 胺 : CP , 30 %水溶液 , 上海永华特种化学试剂
厂 ; 一氯 乙 酸 : CP , 佛 山 电 化 学 厂 ; 正 丙 醇 : CP , 上海凌峰特种试剂厂 ; 阴离子表面活性剂 : 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵盐 (A ESA) 、十二烷 基硫酸铵盐 ( K12A) , 市售 。
收稿日期 : 2001 - 11 - 22 。 作者简介 : 程建华 (1976 - ) , 男 , 华南理工大学化工学院 99 级研究生 。
第2期
程建华等. 聚醚改性有机硅季铵盐的合成及性能
· 11 ·
中和至 p H 值为 615～710 ; 再将聚醚氨基改性硅 氧烷滴入三口烧瓶中 , 反应温度控制在 75 ℃, 反应 2～3 h 后 , 得聚醚改性有机硅季铵盐 。 115 表面活性剂溶液的配制
图 6 在香波中对泡沫的影响 1 —空白 ; 2 —加入产物 ; 3 —加入乳化硅油 。
第2期
程建华等. 聚醚改性有机硅季铵盐的合成及性能
· 13 ·
由图 5 可知 , 当 A ESA 和 K12A 以 1∶1 的比 例复配时 , 综合了两者各自的发泡特点 , 效果比 单独使用一种时要好 。 216 在香波中对泡沫的影响
通过测定发泡力判定其在阴离子表面活性剂 溶液及香波溶液中的发泡性 , 按 GB 7462 - 1994 测试 。
2 结果与讨论
211 产物结构的表征 图 1 为聚醚改性有机硅季铵盐的红外光谱
图。
117 聚醚环氧改性聚硅氧烷转化率的测定
采用化学法[ 4 ] 测定反应物中未反应活性氢的
质量分数 , 从而确定其转化率。首先精确称取
011000 g 112 中的产物于 250 mL 碘瓶中 , 加 20
mL 四氯化碳溶解 , 然后加 10 mL 溴 —乙酸溶液
(012 mol/ L) 和 015 mL 水 , 摇匀 ; 置于暗处反应