有机硅类整理剂

1000 0.974 1.404 0.61 1×104 0.975 1.404 0.61 1×105 0.978 1.404 0.61
60-80
1.01 1.406 0.58
约25
0.99 1.397 0.59
熔点 /℃
-68 -65 -55 -50 -46 -40 -85
-
闪点 /℃
-1 165 300 315 315 315
二甲基硅油的摩尔质量、聚合度与粘度的关系
8
2 有机硅类整理剂
➢二甲基硅油的粘度随温度变化（粘温系数）最小。
各种二甲基硅油在不同温度下的粘度变化
9
2 有机硅类整理剂
➢ 一定粘度的二甲基硅油，可在合成时通过调节止链剂用 量来得到，但也可由两种不同粘度的二甲基硅油混合而 得。
➢ 经验式： A㏒η1＋B㏒η2﹦（A+B）㏒η
式中η1——高粘度硅油粘度； η2——低粘度硅油粘度； η——配制的硅油粘度； A——高粘度硅油质量； B——低粘度硅油质量；
10
2 有机硅类整理剂
➢具有优良的抗剪切性： 粘度为l000mm2/s的二甲基硅油在5000s-1的剪切速度下，
粘度无明显变化，较高粘度的二甲基硅油在高剪切力作 用下，粘度稍有降低。
-
3.5
20.0
-
7
2 有机硅类整理剂
（1）粘度特性 ➢二甲基硅油在广泛的摩尔质量范围(162~500000g/mo1)内
保持液体状态，其粘度可由0.65mm2/s直至1×l06mm2/s。
二甲基硅油粘度与摩尔质量的关系可用 下列经验式表示： ㏒η25＝1.34㏒Mw﹣3.278(Mw＜3×104) ㏒η25＝3.7㏒Mw﹣13.56(Mw＞3x104) 式中，η25为25℃下的粘度（mPa•s）； Mw为平均摩尔质量。
13
2 有机硅类整理剂
（4）热稳性能 ➢ 二甲基硅油的热氧化稳定性仍大大优于矿物油及植物油，
它在150℃的空气中加热1000h，粘度仅增加2％左右。 只有在200℃以上，甲基才逐步被氧化，生成甲醛或甲 酸，导致硅油粘度上升。 ➢ 若在隔绝空气或在惰性气体中加热时，二甲基硅油可在 300℃下耐数百小时。 ➢ 硅油的低温性能卓越。低、中粘度的二甲基硅油，其流 动点均在-50℃以下，当粘度达到100000mm2/s时，于40℃下即失去流动性。
特种化学材料
2 有机硅类整理剂
2 有机硅类整理剂
➢广泛用于纺织工业的有机硅聚合物主要有机聚硅氧烷。 它具有Si原子和O原子交替键合的Si-O-Si主链，主链硅 原子还与有机侧基键链，通常具有线型结构或网状结构：
RR * Si O Si O *
RR
* RO
* Si O Si O *
O
R R
* Si O Si O *
可与其它有机聚合物接枝或嵌段形成共聚物。
6
2 有机硅类整理剂
二、硅油的主要物理性能
几种硅油的典型物理性质
硅油品种
二甲基硅 油
支链硅油 甲基含氢
硅油
粘度 相对密 折射率 粘温系
/mm2•s-1 度d25
n25D
数
0.65
0.759 1.375 0.31
10
0.940 1.399 0.57
100
0.968 1.403 0.60
有机基结合，剩余的化合价则通过与氧键合达到饱和。
结构式
R3Si-OR
O Si O R
组成 R3SiO1/2
R2SiO2/2
官能度 单官能度
双官能度
代号 M
D
O O Si O
R
RSiO3/2
三官能度
T
O O Si O
O
SiO4/2
四官能度
Q
3
2 有机硅类整理剂
➢ 硅原子数目相同，依据其硅氧烷结构单元的官能度不同， 可得到结构类型不同的分子。
引入氨基（或胺基）可以得到具有反应活性的硅油。
5
2 有机硅类整理剂
(3)端基 ➢ 用作印染助剂的硅油分子链的端基一般为羟基：
R HO ( SiO )n SiOH
R
-Si-OH基的存在可以使聚有机硅氧烷分子链进一步脱水 缩合，摩尔质量进一步增大；
可作为交联活性点与含有水解性基团的硅氧烷进行交联 反应，使之固化；
RO
1
2*
➢用作印染助剂的有机聚硅氧烷摩尔质量从数百直至数十
万，一般保持液体状态，是可流动的硅油，其粘度范围
很宽。显示独特的表面性能和优异的消泡、柔软、抗静
电、拒水、拒油、防污和易去污等性能。
2
2 有机硅类整理剂
2.1 硅油的特点与性能 一、聚有机硅氧烷的分子结构
(1)结构单元 ➢ 聚有机硅氧烷的分子中，Si原子可以与1个、2个或3个
204
-38 约-80 -54 118 121
4
2 有机硅类整理剂
(2)侧基 ➢ 聚有机硅氧烷的侧基一般为甲基，称之为聚二甲基硅氧
烷。如果在硅氧烷链节上引入其它侧基可以制得性能不 同的聚合物。 在聚二甲基硅氧烷链上以少量乙烯基取代甲基，可以提 供反应活性中心及作为固化的交联点； 引入少量苯基可以使聚有机硅氧烷的热稳定性增加，并 改善耐辐射性； 引入三氟丙基可以改善聚有机硅氧烷的耐油性； 引入聚醚基团可以赋予表面活性及亲水性；
-
热膨胀系数 /ml•ml-1•℃-1
导热系数（50℃） ×10-4/W (m• K)-
1
表面张 力
/mN•m-1
13.4
2.4
16
10.8
3.2
20
9.6
3.7
21
9.6
3.8
21
9.6
3.8
21
Fra Baidu bibliotek
9.6
3.8
21
-
-
20
介电常 数
2.20 2.6 2.75 2.75 2.75 2.75 2.73
150
二甲基硅油的剪切速度与粘度的关系
11
2 有机硅类整理剂
（2）界面特性 ➢ 二甲基硅油具有很低的表面张力和较高的表面活性，
极易在材料表面铺展成膜。 ➢ 二甲基硅油的低表面张力赋予其高度憎水性。 ➢ 由于硅油的表面张力小及与其它物质的溶解性差，硅
油的这一特殊介面性质赋于其优异的消泡性。
12
2 有机硅类整理剂
分子中含5 个Si原子的聚有机硅氧烷
结构符号 结构类别
分子式
沸点/℃ 溶点/℃
[D5] [M2D3] [M4Q] [D3T2] [D4Q]
环型
（CH3）10Si5O5
210
线型
（CH3）12Si5O4
229
分支
（CH3）12Si5O4 91/1.2kPa
环型或分支 （CH3）8Si5O6
203
螺型
（CH3）8Si5O6
（3）溶解性 ➢ 二甲基硅油的溶解度参数值δ为7.2。由于二甲基硅油为
非极性物质，故易溶于溶解度参数小的非极性溶剂，而 难溶于极性溶剂中。 二甲基硅油能够全溶于苯、甲苯、二甲苯、四氯化碳、 氯仿、环己烷、乙醚、二氯甲烷、汽油、煤油、丁酮、 石油醚等溶剂中； 部分溶于丙酮、丁醇、异内醇、冰醋酸中； 不溶于甲醇、乙醇、乙二醇、石蜡油、植物油、甘油、 脂肪酸及水中。