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1、硅油及其在日化领域的应用,1,19世纪60年代20世纪30年代末,有机硅化合物出现及其化学研究的开始。,1938年 1970年,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。,1970年至今,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,一、有机硅的发展,3,1938-1970年有机硅领域创新工作,4,有机硅的分类,有机硅,硅橡胶,硅烷偶联剂,硅树脂,硅油,1,2,3,4,消泡剂、润滑剂、脱模剂、防黏剂、抛光表面处理剂等应用于化妆品、润滑油、平滑油、涂料等行,玻璃纤维表面处理、无机填料的表面处理、密封剂
2、、粘结剂等,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、医疗卫生等领域广泛应用,优异的热氧化稳定性、耐候性、电绝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,5,二、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
3、系数、较高的抗压缩性，有的品种还具有耐辐射的性能。,SiO偶极间的相互补偿，使得SiO呈螺旋结构。每个螺环由6个左右硅氧链节组成，甲基向外，起着屏蔽作用，使SiO链之间的相互作用力小，表面张力小。,Si-O键的键长、键角较大，原子间的距离长，使得聚硅氧烷类高分子化合物原子间具有很大的自由度，围绕Si-O键旋转所需的能量几乎为零，所以聚硅氧烷主链十分柔顺,2.硅油的结构特点,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、
4、耐候性,表面活性、疏水性、脱模性、消泡性,耐寒性、可压缩性、低蒸气压、生理惰性,3.硅油的基本结构,结构特点二：有四种基本单元,M D T Q,3.硅油的基本结构,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,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。,硅油
5、分子量与粘度表面张力的关系,硅油分子量与表面张力的关系,聚醚改性聚硅氧烷结构控制及其构效关系研究.余琼.2006.浙江大学,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,4.硅油的分类,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,滑爽性,柔软性,吸湿排汗性,蓬松性,Moustafa M.G.et al.Carbohydr.Polym.2011,86(2):625-629,氨基硅油,高粘度硅油,亲水性硅油,低粘度硅油,5.硅油的特性,
6、油,水,（乳化前）分层的两相,（乳化后）连续相和分散相在乳化剂作用下相容,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,6.硅油乳液,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。,粒径分布与外观,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。,嵌段硅油乳液粒径分布,氨基硅油乳液粒径分布,嵌段型聚硅氧烷织物整理剂的制备及应
7、用.李洁.2013.华东理工大学,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。（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。,15,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。,
8、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。,第三代有机硅织物柔软剂：即改性有机硅柔软剂，在主链上引入各类亲水性基团如环氧基、羧基、氨基等，赋予了有机硅新的性能，具有弹挺、柔软和抗皱等特点。,8.硅油乳液的发展,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,（a）,（b）,(a)整理前织物形貌(100m)(b)乳液整理后织物形貌(100m),棉布纤维的SEM图,整理后的织物表面附着了一层薄膜，纤维束更加蓬松，嵌段氨基/聚醚有机硅共聚物在纤维表面成膜，且织物与硅油紧密的结合在一起，增加了纤
9、维间的抱合力，改善纤维的柔软蓬松性。,硅油乳液柔软剂处理前后的SEM图,嵌段类有机硅共聚物的制备及其在织物后处理中的应用.屈蓓.2012.华东理工大学,9.硅油乳液应用领域,（1）在纺织工业的应用 作为纤维油剂、消泡剂、染色牢度增进剂、织物功能整理及风格 改 进剂、熔融防止剂及缝纫平滑剂。（2）在造纸、皮革等方面的应用 有机硅乳液可用作防粘纸的防黏剂、纸张的防水剂等。在皮革工 业中可以作为滑爽剂、防水剂、抛光剂等。常用的是二甲基硅油 乳液和氨基改性有机硅乳液等。（3）在化妆品中的应用 有机硅乳液在化妆品中得到广泛应用，添加适宜的有机硅乳液 后，能改善化妆品的一些性能，如使其润滑、抗阳光和紫外线
10、辐 射、透气性好等。,二、硅油在日化方面的应用,聚硅氧烷又称硅油或硅酮。它与其衍生物是化妆品的一种优质的原料，具有生理惰性和良好的化学稳定性，无臭、无毒，对皮肤无刺激性，有良好的护肤功能。具有润滑性能，抗紫外线辐射作用，透气性好，对香精香料有缓释放作用，抗静电好，具有明显的防尘功能；稳定性高，不影响与其它成分匹配。硅油疏水性高，使用有轻快感，在头发和皮肤上的舒展性好，用硅油对原料表面进行疏水处理，提高化妆品的防水防汗性能。代表性的硅油有二甲基硅油，甲基苯基硅油。,19,1.二甲基硅油,二甲基硅油也称甲基硅油，是无色透明油分。根据分子量的不同，可从低粘度到软膏状体。常使用低粘度的二甲基硅油。就具
11、有较好的柔软性，在化妆品中常取代传统的油性原料，如石蜡、凡士林等来制造化妆品，如膏霜类、乳液、唇膏、眼影膏、香波等。,20,1.二甲基硅油,分子结构中的全部有机基团都是甲基良好的热稳定性；良好的介电性；憎水性；防粘性及消泡性等最重要的商品硅油（201，DC200,KF96,TSF451）采用平衡化反应制备常采用粘度表征硅油的聚合度，用粘度进行产品区分,2.甲基苯基硅油,甲基苯基硅油是甲基硅油的部分甲基被苯基所置换的产物。甲基硅油不溶于乙醇，而甲基苯基硅油在乙醇中可溶，和其它原料成分的相溶性很好，有很广的使用范围。甲基苯基硅氧烷为无色或浅黄色透明液体，对皮肤渗透性好，用后肤感良好，可增加皮肤的柔
12、软性，加深头发的颜色，保持自然光泽，常用在高级护肤制品以及美容化妆品中。,2、甲基苯基硅油,聚醚改性硅油由性能差别很大的聚醚链段与聚醚链段，通过化学键连结而成。亲水性的聚醚链段赋予其亲水性聚二甲基硅氧烷链段赋予低表面张力 形成各种各样的表面活性,3.聚醚改性硅油,3.聚醚改性硅油,x、y 数值的大小决定了聚醚链段的分子量 大小和亲水性控制其EO/PO的比值，可以达到不同效果环氧乙烷链、环氧丙烷链节排列方式,润湿剂流平剂消泡剂防涂鸦剂.,用途,聚氨酯泡沫匀泡剂（L580）涂料流平剂(BYK 3字头的流平剂)表面活性剂（L-77）织物整理剂（柔软剂）水性脱模剂抗静电剂消泡剂（自乳化型）.,3.聚醚改性硅油,在其它领域的应用,27,
