氨基聚醚改性硅油在香波中的应用

即环氧基/ 聚醚改性硅油 ( P ESO) 。
Me3 SiO ( Me2 SiO) n (Me HSiO) m SiMe3 + C H2 C HC H2 OC H2 C H C H2
+ CH2
OHale Waihona Puke Baidu
CH2 CH2 CH2 O (CH2 CH2 O) a H
[ Pt ]
CHCH2 O (CH2 CH2 O) a H
表 1 香波配方
原料
规格
A ES(烷基醚硫酸钠)
70 %
A S (十二烷基硫酸钠) 椰油酸二乙醇酰胺
70 % 45 %
A M P ES
70 %
甘油 珠光浆 柠檬酸水溶液 香精 饱和食盐水
70 % 40 % 8% 80 %
对羟基苯甲酸甲酯 蒸馏水
80 %
用量∕ g 12～14 2～3 4～5 3～5 3～4 2～3 21 8～31 4
洗发 香 波 的 主 要 技 术 指 标 ( QB/ T 1974 1994) :外观为乳白色或透明黏性液体 , 有效成分
质量分数 ≥25 % , p H 值 6～7 , 黏度 ≥400 mPa· s ,泡沫高度 ≥90 mm ; 耐热性 (经48 ℃×24 h 处理 后无分层、沉淀、变色现象) 良好 ,耐寒性 (经 15 ℃×24 h 处理后恢复至室温无变化) 良好。
在装 有 搅 拌 器 、回 流 冷 凝 管 、温 度 计 的 250 mL三颈瓶中 , 按比例依次加入含氢硅油 、 烯丙基缩水甘油醚 、烯丙基聚氧乙烯醚 , 通 N2
收稿日期 : 2008 - 08 - 08 。 作者简介 : 郭锟 (1981 —) , 男 , 硕士生 , 研究方向为有机 硅表面活性剂 。E2mail : 06guokun @sust1 edu1 cn 。 3 基金项目 : 陕西省科学技术研究发展计划项目 (2006 K07 - G22) ; 陕西科技大学创新团队项目 ( SU ST - B23) 。
在装 有 搅 拌 器 、回 流 冷 凝 管 、温 度 计 的 250 mL三颈瓶中 , 按表 1 配方依次加入 A ES、 A S、椰油酸二乙醇酰胺 、AM P ES、甘油 、珠光 浆 、蒸馏水 , 在 70～75 ℃下搅拌 1 h ; 撤去热 源 , 室温下搅拌 , 当内温降至 20～30 ℃时用质 量分数为 8 %的柠檬酸水溶液调节 p H 值至 6～ 7 ; 再加入适量香精和饱和食盐水 , 得到黏度适 中的清香型透明乳液 ; 最后 加入 适量 防腐剂 , 装瓶 。
01 15 19～25 01 1～01 2 90～100
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第 23 卷
11 4 应用工艺 将发束用水润湿后取适量香波于发束上揉
C H2 C H2 C H2 OC H2 C H C H2
O
乙二胺
Me3 SiO ( Me2 SiO) n ( MeSiO) m1 (Me
C H2 C H2 C H2 O (C H2 C H2 O) a H SiO) m2 SiMe3
(C H2 ) 3 OC H2 C H (O H) C H2 N HC H2 C H2 N H2 A M P ES
2 结果与讨论
21 1 氨基聚醚改性硅油的结构表征 图 1 是氨基聚醚改性硅油的红外光谱 。
图 1 AM PES 的 IR 谱
氨基聚醚改性硅油的最大特点是侧链带有 大量的聚醚链段和一定数目的氨基 、羟基 。图 1 中 , 在 3 500 ～3 300 cm - 1 处能明显看到氨 基 、羟基 典 型 的 N —H 、O —H 吸 收 峰 ; 聚 醚 中大量 的亚甲 基导 致在 2 880 cm - 1 处 归 属 于
1 实验
11 1 主要原料及仪器 含氢硅油 ( PHMS) : 活性氢质量分数为
01 15 % , 黏度 01 146 Pa ·s ,自制 ; 烯丙基缩水甘 油醚 (A GE) : 工业级 , 日本进口 ; 烯丙基聚氧 乙烯醚 : 聚合度 n = 30 , 南京威尔有限公司 ; 乙 二胺 : A R , 使用前减压蒸馏 , 上海威尔昆大药 房 ; 铂催化剂 : 自制 。
发束 : w ×f ×h 尺寸为 150 mm ×30 mm × 2 mm , 自制 。
傅里叶红外光谱仪 : V EC TO R - 22 型 , 德 国布鲁克公司 ; 核磁共振氢谱 (1 H NM R) 仪 : DRX 500 , 德 国 布 鲁 克 公 司 ; 摩 擦 系 数 仪 : MXD - 01 , 济南兰光机电技术有限公司 ; 电脑 测控柔软度仪 : 苏州中铭仪器有限公司 ; 旋转黏 度计 , NDJ - 79 型 , 上海天平仪器厂 。 11 2 氨基聚醚硅油 (AM P ES) 的合成 11 21 1 硅氢加成反应
C H2 的 C —H 峰 强 增 高 , 甚 至 超 过 了 2 980 cm - 1 处 C H3 基 团 的 C —H 吸 收 峰 。另 外 , 聚醚在 1 100～1 150 cm - 1 处的 C —O 与聚 硅氧烷在 1 020～1 080 cm - 1 处特有的 Si —O 吸收峰部分重叠 , 引起 Si —O 双肩峰峰形不对 称变化 , 结合 1 340～1 375 cm - 1 处归属于饱和 C —H 面内弯曲振动的吸收峰 , 可作为氨基聚 醚改性硅油的 IR 谱图有别于其它聚硅氧烷 IR 谱图的明显特征 。
表面摩擦系数 : 参照 A S TM D3334 —1983 标准用摩擦系数仪测定 ; 柔软性 : 以柔软度表 示 , 参照 A S TM D1388 —1964 标准用柔软度仪 测定 。本实验中除摩擦阻力系数 、柔软度外大多 数性能都以感观评价 , 即请两人用香波洗涤头发 后感觉头发的飘散性 、光泽及手感 。
关键词 : 氨基聚醚硅油 , 含氢硅油 , 烯丙基缩水甘油醚 , 烯丙基聚氧乙烯醚 , 乙二胺 , 香波 中图分类号 : TQ2641 1 + 7 文献标识码 : A 文章编号 : 1009 - 4369 (2009) 01 - 0036 - 05
洗发水是生活中必不可少的日用品 。随着生 活水平的不断提高 , 人们对洗发水的要求越来越 高 。要求洗发水不仅洗涤效果好 , 而且具有护理 调理功能 , 且对人体安全无毒 。在回归自然的趋 势下 , 产品的天然化 、营养化 、无毒性日益为大 众所重视 。
搓片刻 , 然 后 用 自 来 水 ( 25 ～ 30 ℃) 冲 洗 两 遍 ; 待发束在洁净环境下自然阴干后进行性能 测试 。 11 5 性能测试
含氢硅油中活性氢的质量分数 、聚醚/ 环氧 硅油的环氧基含量 、氨基聚醚改性硅油的氨值 、 黏度 : 均参照文献 [ 4 - 5 ] 测定 ; 硅油的摩尔质 量 : 用美国 Water s 公司的 2695 型 GPC 仪测定 , 其中参比为聚苯乙烯 , 溶剂为四氢呋喃 。
Me3 SiO (Me2 SiO) n (MeSiO) m1 (MeSiO) m2 SiMe3
CH2 CH2 CH2 OCH2 CH CH2
O P ESO
P ESO 的环氧基含量01 0696 mmol/ g , 黏度 11 750 Pa·s ,数均摩尔质量 Mn 13 700 g/ mol 、重 均摩尔质量 Mw 36 900 g/ mol 。其 IR 谱 图 中 基 本看不到 2 130 cm - 1 ( ≡Si —H 的特征吸收峰)
泡沫测定 : 采用罗氏泡沫仪法[6] 测定 。在 250 mL具塞量筒中 , 加入 20 mL 香波质量浓度 为 2 g/ L 的香波 样品 , 均匀 震 摇 50 次 ; 静 置 后 , 每隔 1 min 观察泡沫的高度 。静置 5 s 后泡 沫的体积越大 , 则起泡力越强 ; 静置 1 min 和 5 min后 的 泡 沫 高 度 越 接 近 , 泡 沫 稳 定 性 越好[7] 。
将 PESO 与乙二胺按比例加入 250 mL 的三颈 瓶中搅拌 , 在 N2 保护下升温至 90 ℃反应3 h ; 减 压除低沸物 , 用环己烷 、氯仿洗涤除杂 , 得粘稠 透明液体 , 即氨基聚醚改性硅油 (AMPES) 。AM2 PES 的氨值 01143 2 mmol/ g , 黏度 21217 Pa·s。 11 3 洗发香波的配制
和1 600 cm - 1 ( —C H C H2 的 特征 吸收 峰) 处 出现吸收峰 ,说明硅氢加成反应基本完成 。 11 21 2 胺化反应
CH2 CH2 C H2 O (C H2 C H2 O) a H
Me3 SiO ( Me2 SiO) n ( MeSiO) m1 ( Me) SiO) m2 SiMe3
图 2 是 氨 基 聚 醚 改 性 硅 油 的1 H NM R 谱 (以 DCCl3 作溶剂) 。
图 2 AM PES 的1 H NMR 谱
图 2 中 , 与氨基聚醚改性硅油官能团有关 的质子化学位移吸收峰均出现在 δ= 01 4 ～41 3 之间 。其中聚醚上的亚甲基和次甲基 H 受电负 性氧原子影响 , 分别在δ= 31 4 和δ= 31 6 处出 现吸收峰 ; 氨烃基 (含羟基) 结构差异较大 , 氢键的缔合作用以及周围环境的影响使氨基 、 羟基的 化 学 位 移 常 常 飘 移 , 且 峰 形 变 化 , 不 过 , —N H2 、 —N H —的吸收峰一般出现在δ= 01 6～ 31 0 之 间 ; 另 外 , 氨 基 邻 位 H 的 δ 为 21 7 , 较为 恒 定 ; 羟 基 邻 位 H 的 δ 为 31 8 ～ 41 1 。综合图 1 、图 2 可判断 , 产物含预期的氨 烃基 、聚氧乙烯醚链段和羟基 。 21 2 氨基聚醚改性硅油在香波中的用量对发束 性能的影响 图 3 是氨基聚醚改性硅油在香波中的用量对 发束性能的影响 。
产品 ·应用
, 2009 , 23 (1) : 36～40 SIL ICON E MA TERIAL
氨基聚醚改性硅油在香波中的应用 3
郭 锟 , 安秋凤
(陕西科技大学化学与化工学院 , 西安 710021)
摘要 : 在铂催化剂的作用下 , 利用含氢硅油与烯丙基缩水甘油醚 、烯丙基聚氧乙烯醚的硅氢加成反应 合成出环氧基/ 聚醚改性硅油 ; 然后与乙二胺进行胺化反应 , 制得了氨基聚醚改性硅油 (AM PES) 。采用红 外光谱和核磁共振对其结构进行表征 ; 并将其应用于香波配方中 , 探讨了 AMPES 在香波中的调理功能 。 结果表明 , 当 AMP ES 在香波中的质量分数为 31 5 %左右时 , 发束的梳理性能最佳 , 且香波的发泡及稳泡 性能也较为理想 。
洗发香波的主要功能是将头发上的油污灰尘 洗去 , 同时赋予头发柔软 、光亮 、健康的外观 。 用于清洗的主要成分是各类阴离子型表面活性 剂 、非离子型表面活性剂 ; 保持头发柔软 、光亮 的物质又称为调理剂 , 包括各种油脂 、脂肪醇 、 聚季铵盐 、聚硅氧烷 。各种油脂 (包括硅油) 由 于没有活性基因 , 在洗涤后基本被水冲掉 , 调理 效果较差 。氨基聚醚改性硅油的亲水性好 、吸湿 性强 , 具有柔软 、抗静电 、润湿等多种功能 , 在 织物柔软与仿真整理 、洗发香波以及日用化学等 方面有着广泛的应用[1 - 2] 。氨基聚醚改性硅油大 分子中既有疏水的聚硅氧烷长链 , 也有亲水的聚 氧乙烯醚支链和铵盐基团 。理论和实际都证明 : 聚硅氧烷在分子中的比例越大 , 分子链越长 , 头 发的湿梳性 、滑爽性 、柔软性 、光泽越好 ; 聚氧 乙烯醚越多 , 水溶性越好 , 所配香波的亲水性 、 保湿性越好 , 泡沫越丰富 ; 氨基越多 , 越易附着 于头发上 , 头发的干梳性 、调理性越好[3] 。本实 验合成了氨基聚醚改性硅油 , 并将其应用于洗发 香波中 , 评价了其在洗发香波中的调理功能 。
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第1期
郭 锟等. 氨基聚醚改性硅油在香波中的应用
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搅拌 10 min ; 升温至 90 ℃, 滴入铂催化剂溶 液 , 反应数小时 ; 减压除低沸物 , 得透明液体 ,