Τα τροποποιημένα έλαια σιλικόνης από πολυαιθέρα-συνδυάζουν τη χαμηλή επιφανειακή τάση και την αντίσταση στις καιρικές συνθήκες του οργανοπυριτίου με τις υδροφιλικές και γαλακτωματοποιητικές ιδιότητες των τμημάτων πολυαιθέρα, καθιστώντας τα ευρέως χρησιμοποιούμενα σε φινίρισμα υφασμάτων, αντιαφριστικά και βοηθητικά υλικά επίστρωσης. Η υδροσιλυλίωση (Si-H και C=C διπλού δεσμού προσθήκης) είναι η βασική διαδικασία για την παρασκευή λαδιών πολυαιθερικής σιλικόνης και η περιεκτικότητα σε υδρογόνο του πλευρικού-ελαίου υδρογόνου σιλικόνης καθορίζει άμεσα την πυκνότητα μοσχεύματος και την απόδοση του προϊόντος. 0.1% πλευρά-τα λιπαντικά υδρογόνου σιλικόνης είναι ομοιόμορφα{8}{8} κατανομή δεσμού και μέτρια στερεοχημική παρεμπόδιση στη μοριακή αλυσίδα. Αυτό αποφεύγει τα προβλήματα της εύκολης{10}}διασταύρωσης και του υψηλού ιξώδους που σχετίζονται με τα έλαια σιλικόνης υψηλής{11}υδρογόνου, καθιστώντας τα κατάλληλα για την παρασκευή λιπαντικών χαμηλού{12}}ιξώδους, υψηλής-ροής και μέτριας υδρόφιλου πολυαιθέρα{14}{14}του τροποποιημένου πολυαιθέρα{14}του ελαίων σιλικόνης τα τελευταία χρόνια.
Δομή και δραστικότητα 0,1% πλάγιας-Λαδιού υδρογόνου σιλικόνης
Το έλαιο 0,1% πλευρικής-υδρογόνου σιλικόνης είναι ένα γραμμικό πολυμερές πολυδιμεθυλοσιλοξανίου με δεσμούς Si-Η συνδεδεμένους στις πλευρικές αλυσίδες του. Η περιεκτικότητά του σε υδρογόνο είναι σταθερή στα 0,09–0,11 wt%, και το πλήθος-μέσο μοριακό του βάρος ελέγχεται τυπικά μεταξύ 5000 και 8000 g/mol. Σε σύγκριση με έλαια σιλικόνης υψηλής{10}υδρογόνου (0,5–1,2 wt%), έχει χαμηλότερη πυκνότητα δεσμού Si{13}}H, καλύτερη ευελιξία μοριακής αλυσίδας, πιο ήπια αντιδραστικότητα και είναι λιγότερο επιρρεπής σε παράπλευρες αντιδράσεις (όπως αφυδρογόνωση και σταυροσύνδεση).
Η αντίδραση υδροσιλυλίωσης ακολουθεί έναν μηχανισμό που καταλύεται από πλατίνα-. Κάτω από την κατάλυση του χλωροπλατινικού οξέος, ο δεσμός Si{2}}Η του ελαίου υδροσιλικόνης 0,1% υφίσταται προσθήκη αντι-Markovnikov με τον διπλό δεσμό C=C του αλλυλπολυαιθέρα (όπως ο αλλυλοξυ πολυοξυαιθυλενο αιθέρας) για να σχηματιστεί ένας σταθερός δεσμός Si- όπως φαίνεται στην παρακάτω εξίσωση C:
≡Si−H+CH2=CH−CH2−O−(EO/PO)n−RH2PtCl6≡Si−CH2−CH2−CH2−O−(EO/PO)n−R
Αυτή η αντίδραση δεν απελευθερώνει μικρά μόρια, παράγει προϊόντα υψηλής-καθαρότητας και η σταθερότητα του δεσμού Si-C είναι πολύ ανώτερη από αυτή του δεσμού Si-O-C, εμφανίζοντας καλύτερη αντίσταση στην υδρόλυση και στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.
0,1% πλάγιας-Έλεγχος διαδικασίας προσθήκης λαδιού σιλικόνης υδρογόνου
3.1 Επιλογή και αναλογία πρώτων υλών
Οι αλλυλ πολυαιθέρες με μοριακό βάρος 500-2000 και περιεκτικότητα σε διπλούς δεσμούς μεγαλύτερη από ή ίση με 98% προτιμώνται για την αποφυγή απενεργοποίησης του καταλύτη που προκαλείται από ακαθαρσίες υπεροξειδίου. Η μοριακή αναλογία πρώτης ύλης ελέγχεται σε n(C=C):n(Si-H)=1.1~1,2:1. Μια ελαφρά περίσσεια πολυαιθέρα εξασφαλίζει υψηλό ποσοστό μετατροπής των δεσμών Si-H, ενώ αποτρέπει τα υπολείμματα Si-H που δεν έχουν αντιδράσει να επηρεάσουν τη σταθερότητα του προϊόντος.
3.2 Σύστημα καταλύτη
Ο κύριος καταλύτης είναι το χλωροπλατινικό οξύ (H2PtCl6・6H2O), σε δόση 20~40 ug/g (με βάση Pt). Πολύ χαμηλή δόση οδηγεί σε αργό ρυθμό αντίδρασης, ενώ πολύ υψηλή δόση μπορεί να οδηγήσει σε πιο σκούρο χρώμα του προϊόντος. Μια μικρή ποσότητα 2-μεθυλ-3-βουτυν-2-όλης προστίθεται ως αναστολέας για την καταστολή των παράπλευρων αντιδράσεων σε υψηλές θερμοκρασίες και την παράταση της ζωής του καταλύτη.
3.3 Θερμοκρασία και χρόνος
Η θερμοκρασία αντίδρασης ελέγχεται στους 90~110 βαθμούς. Το 0,1% υδρογόνο-τροποποιημένο λάδι σιλικόνης παρουσιάζει ήπια δραστηριότητα. κάτω από 80 μοίρες, ο ρυθμός μετατροπής είναι μικρότερος από 70% και πάνω από 120 μοίρες, η αποδόμηση του πολυαιθέρα και η σταυροσύνδεση λαδιού σιλικόνης συμβαίνουν εύκολα. Ο χρόνος αντίδρασης ήταν 5-7 ώρες. Η πρόοδος της αντίδρασης παρακολουθήθηκε με υπέρυθρη φασματοσκοπία (χαρακτηριστική κορυφή Si-Η στα 2166 cm-1). η αντίδραση ολοκληρώθηκε όταν εξαφανίστηκε η μέγιστη ένταση.
3.4 Διαλύτης και μετα{1}}επεξεργασία
Ως διαλύτης χρησιμοποιήθηκε τολουόλιο ή ισοπροπανόλη (20%~30% της μάζας του αντιδρώντος) για τη μείωση του ιξώδους του συστήματος και την προώθηση της ομοιόμορφης αντίδρασης. Μετά την αντίδραση, ο διαλύτης και τα μονομερή που δεν αντέδρασαν απομακρύνθηκαν με απόσταξη υπό κενό και το υπόλειμμα του καταλύτη απομακρύνθηκε με διήθηση για να ληφθεί ένα διαφανές και ομοιογενές πολυαιθέρα-ελαίου σιλικόνης.
Απόδοση προϊόντος και πλεονεκτήματα εφαρμογής
4.1 Χαρακτηριστικά απόδοσης
Το λάδι σιλικόνης πολυαιθέρα που παρασκευάζεται από 0,1% πλάγια-έλαιο σιλικόνης υδρογόνου έχει τα χαρακτηριστικά του χαμηλού ιξώδους (50~200 mPa・s), της υψηλής διαφάνειας και της ρυθμιζόμενης υδροφιλικότητας. Η πυκνότητα εμβολιασμού πολυαιθέρα είναι χαμηλή, οι διαμοριακές αλυσιδωτές δυνάμεις είναι αδύναμες, το προϊόν δεν είναι επιρρεπές σε ζελατινοποίηση και η σταθερότητα αποθήκευσης μπορεί να φτάσει περισσότερους από 12 μήνες. Η επιφανειακή τάση μπορεί να μειωθεί στα 22~25 mN/m και έχει επίσης καλές ιδιότητες διαβροχής, εξάπλωσης και γαλακτωματοποίησης.
4.2 Σενάρια εφαρμογής
Στην κλωστοϋφαντουργία, ως υδρόφιλο μαλακτικό, προσδίδει απαλότητα, απαλότητα και αντιστατικές ιδιότητες στα υφάσματα χωρίς να επηρεάζει την αναπνοή τους. στον τομέα της απομάκρυνσης του αφρού, χρησιμοποιείται ως αντιαφριστικό σε συστήματα με βάση το νερό-, καθώς το χαμηλό ιξώδες του καθιστά εύκολη τη διασπορά του, με γρήγορη ταχύτητα αφρού και-μακροχρόνια καταστολή του αφρού. στη βιομηχανία επικαλύψεων, ως παράγοντας ισοπέδωσης, βελτιώνει τη διαβρεξιμότητα των επιστρώσεων και αποφεύγει ελαττώματα όπως τρύπες και φλούδα πορτοκαλιού.
Συμπεράσματα και Outlook
Το λάδι σιλικόνης 0,1% πλευρικής-υδρογόνου έχει αναντικατάστατα πλεονεκτήματα στην παρασκευή ελαίων πολυαιθέρα-τροποποιημένης σιλικόνης λόγω της ήπιας αντιδραστικότητας και της ομοιόμορφης κατανομής του δεσμού Si-. Με τον έλεγχο της αναλογίας πρώτης ύλης (C=C:Si-H=1.1~1,2:1), της ποσότητας του χλωροπλατινικού οξέος (20~40ug/g), της θερμοκρασίας αντίδρασης (90~110 μοίρες) και του χρόνου αντίδρασης (5~7h), επιτυγχάνεται Si{16}}H με αποτέλεσμα μεγαλύτερη από 5% ταχύτητα μετατροπής δεσμού ή μεγαλύτερη από 5% λάδια πολυαιθερικής σιλικόνης υψηλής-απόδοσης, χαμηλού{19}}ιξώδους.
Η μελλοντική έρευνα μπορεί να επικεντρωθεί σε συστήματα πολύπλοκων καταλυτών (όπως σύμπλοκα πλατίνας-φωσφίνης) για περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας της αντίδρασης και μείωση του χρόνου αντίδρασης. ταυτόχρονα, μπορεί να εξερευνήσει τις αντιδράσεις εμβολιασμού διαφορετικών πολυαιθέρων (όπως οι μπλοκ πολυαιθέρες και οι φθοριωμένοι πολυαιθέρες) με 0,1% πλευρικό-έλαιο υδρογόνου σιλικόνης για την ανάπτυξη πολυλειτουργικών ελαίων πολυαιθέρα-τροποποιημένης σιλικόνης και την επέκταση των εφαρμογών τους σε πεδία υψηλής{{4} νέας ενέργειας και βιοτελικής ενέργειας.
