有机硅微乳液的研究.pdf

2002中国有机硅学术交流会论文集
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有机硅微乳液的硏究
郭艳敏
(北京化工ニ厂研究所,北京1000
摘要;以D.为原料采用乳液聚合法制备了有杌硅徽乳液。在乳液聚合
中,将有机环体先预乳化,再滴加劉反应釜中;乳化剂由非离子表面活性剂和阳
离子或阴离了表面活性剂复配而成。以此工艺制得了稳定、透明的徽乳液,将其用
于织物的柔软整理,具有良好的使用效果。
关键词:徹乳液,乳液合,,乳化剂
有机硅乳液是有机硅主要产品之
1.1原料
般通用级乳液的平均粒径为3~5m,稳定性
D4:日本信越公司;D(璜酸类):工业品;
不理想,外观呈白色乳状,在国外已逐浙被微A(聚氧乙烯醚类):工业品:127(阳离子表面
乳液所替代、微乳液的颗粒非常细小,一般在活性剂):工业品;1831(阳离子表面活性剂)〉:
0.01~0.1m范围之间,甚至小于0.01um,工业品;软水:本厂供水车问软水站;氢氧化
仅是通用级乳液粒子的1/30~1/300,由于其钠:分析纯试剂
平均粒径低于1/4光波波长,透光率为60~1.2设备及装置
80%,所以外观呈淡兰色透明,甚至象水一样
胶体磨:立式胶体磨,新光动力机械公
消晰,稳定性好,不易破乳。据报道其应用效司:匀化器:15M-8TA匀化器:美国高林公
果是通用级乳液效果的三倍,从而可减少使司;捣碎机:控温多用高速组织捣碎机,江阴
用剂,降低实际城本。微乳液自间世以来,周庄科研器械广。
已应用于印染、化枚品、上光、脱膜等各方面。
制备微乳液的方法从原料和工艺的不同1.3制备方法及工艺
可概括为两类;其一是以D4等单体为原料,
为了形成稳定的微乳液,关键是在聚合
经乳液聚合制备微乳液“”;其二是以含极介质中使未反应的环硅氧烷的液珠要保持低
性基团的准汕为原料,经机械乳化制备微的浓度,并要促使这些浓珠快速地溶解和分
乳;这两种方法所制备的乳液离子型不散到催化剂溶液的水相中去,从而尽快的进
同。乳液聚合得到阴离子或阳离子型乳液,
行反应。为此预乳液的加人速度一定要慢,
机械乳化法通常得到非离子型乳液,对于高合介质要加热,并且要在攬拌下加入预乳
分子量的硅油由于乳化难度较大,通常以乳。通常预乳液加人速度越慢得到的微乳液
液聚合法制备
颗粒越小;升高聚合介质的温度,则聚合速度
在此我们选用乳液聚合法合成微乳液,
增加,而较高的聚合速度允许预乳液以较快
即以D4等单体为主要原料,配以乳化剂,在的速度加入到聚合介质中。
酸或碱催化下进行合成反应。在工艺上采用1.3.1阴离子型羟基有机硅徹乳液的合成
滴加预乳的方法;即先制备预乳液,再将预乳
将4g)4,4gA,52g水混合,捣碎机捣碎
滴加到底物中反应,得到徴乳液。
得到预乳液;将预乳液在80℃,搅拌条件下
加入含13gD和87g水的底物中,80℃恒温反
实验部分
应2~5h后,中和至pH=7,停北反应。得到
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的微乳液粒度<0.1m,萃取油粘度约性剂来稳定预乳液,由于其溶解度有限,得到
23000m2/s。
的就不是微乳液。闼此聚合过程需添加一个
1.3.2阳高子羟基微乳的合成
高HLB值的表面活性剂来保证微乳液透明
将44gp4,4gA,52g水混合,捣碎机捣碎,另外乳液中还可以加入聚乙二醇、聚丙二醇
得到预乳液;另外将含有13g1831,6g1227,0.·据说?,加人聚乙二醇可以降低混合物的
5 gnaof和81g水的聚合介质加热到85℃,搅粘度,防止凝胶现象,提高其抗冻融性。阴离
拌情况下,把预乳液滴加到聚合介质中去,恒子表面活性剂可以用磺酸及其盐类,阳离子
温反应2~5h,中和至pH=7,得到的徽乳液表面活性剂可采用6-18个碳的四烷基取代
粒度<0.1gm,透光率87,1,萃取油粘度约的氯化铵。催化剂可用季铵碱或氢氧化物。
1900nm3/s。
聚合介质中表面活性剂的量对微乳液粒
1.4产品指标及测试
度有影响,据文献报道微乳液与大颗粒乳
1.4.1徽乳液指标
液制备的基本差别之一,就是微乳液使用较
在参考有机硅乳液国标和本厂企业标准多乳化剂,而大颗粒乳液采用少量乳化剂。
的基础上我们制订如下徴乳液指标,并且,所我们用透光率来反映乳液粒度,乳化剂量与
合成的微乳液均以达到该指标。
透光率的关系(见表1)
热稳定性:120℃,30min烘焙,不破乳
表1底物乳化剂量对乳液透光率的影响
离心稳定性:400y/min,30min,上不漂
实倒
乳化剂乳化剂量透光率
油,下不分层
(1)a
萃取油粘度:阴离子羟基微乳为0
2.5x10mn2/s
阳离子羚基微乳为0.2-10x10/tm2/s
(1)
DDDDD
88.8
乳液粒度:<0.1an
(1)d
20
4.2测试
热稳定性测定:采用恒温烘箱,北京西城
(2)b
1831
医疗器械二厂广
1831
离心稳定性测定:离心机,北京医疗仪器
修理厂
1227
萃取油粘度测定:旋转式粘度计,德园
(3)b
1227
79,8
透明效果:采用油度仪NDH-20D来测
乳化剂是乳液聚合中的关键成分,它造
透光率。
成特定的聚合环境,通常乳化剂的浓度越大,
2结果写讨论
则乳液的粒子数越多,乳液粒子的平均粒度
越小。从表1可见,在阴离子乳液聚合中,总
2.1表面活性剂的选择与用量
透光率随D量的增大而出现波动,并有一个
无论是阳离子、阴离子或非离子表面活最佳值。在阳离子乳液聚合中总透光率随
性剂,都可以用来稳定预乳液和微乳液。由122的增加也有一定的波动,而1831增加则
于非离子表面活性剂对予聚物不起催化聚合透光率增大。乳化剂的总量与聚二有机基硅
作用,它更适合于稳定预乳液,比较适合的非氧烷的比最小为0.2,虽然增加乳化剂量对
离子表面活性剂,其IB值一般在10-20之形成微乳有利,但在保证生成微乳的同时,通
间,如果用HIB值低于10的非离子表面活常将乳化剂减至较小的量。