Поліефірна водо-розчинна силіконова олія – це тип органічної кремнієвої сполуки, яка була хімічно модифікована, щоб зробити її водо{1}}розчинною. Основна сировина включає базову силіконову олію, поліефірний модифікатор, каталізатор та іншу допоміжну сировину. Нижче наведено детальну класифікацію та функції основної сировини:
1. Базова силіконова рідина
Основна силіконова рідина є основною структурою поліефіру до модифікації. Його структура визначає фізичні властивості кінцевого продукту, такі як термостійкість і змащувальна здатність. Поширені типи включають:
Диметилсиліконова рідина (PDMS): найпоширеніша базова силіконова рідина, що закінчується гідроксильними або водневими групами для створення реактивних центрів.
Гідрована силіконова рідина (PMHS): містить зв’язки Si-H і може вступати в реакцію гідросилілювання з аллільними групами поліефіру, що робить її основним шляхом модифікації.
Аміносиліконова рідина: реакція відбувається через аміногрупи з епоксидними групами поліефіру, але використовується рідше.
2. Поліефірні модифікатори
Поліефірні сегменти є ключовими для надання силіконовим маслам розчинності у воді. Зазвичай використовуються наступні два типи:
Прості алілові поліефіри (наприклад, ефір аліл-поліоксиетилену, APEG): вони прищеплюються до основної силіконової олії за допомогою реакції гідросилілювання. Чим довший ланцюг поліоксиетилену (EO), тим більша розчинність у воді.
Епоксидні поліефіри (такі як моногліцидиловий ефір поліетиленгліколю): вони реагують із силіконовими оліями, що містять активні водневі групи (такі як аміно- та гідроксильні групи), утворюючи ефірні зв’язки.
Спеціальні прості поліефіри: додавання сегментів поліоксипропілену (PO) може регулювати гідрофільний-ліпофільний баланс (HLB) і підвищити сумісність з органічними розчинниками.
3. Каталізатор
Ефективність реакції залежить від вибору каталізатора:
Каталізатори гідросилілювання: хлорплатинова кислота (каталізатор Шпаєра) або каталізатор Карстедта (комплекс платини-вінілсилоксану). Слід контролювати дозування, щоб уникнути побічних реакцій.
Каталізатори нейтралізації: карбонат натрію або ацетат натрію. Вони використовуються для регулювання рН реакційної системи та запобігання деградації поліефірних ланцюгів.
4. Розчинники та добавки
Розчинники: ізопропіловий спирт, толуол тощо використовуються для розведення реакційної системи та покращення ефективності масообміну (потрібно видалити пізніше).
Кінцевий агент: гексаметилдисилоксан (ММ) використовується для контролю молекулярної маси силіконової олії.
Стабілізатор: BHT (антиоксидант) запобігає високо{0}}окисленню поліефірних ланцюгів.
5. Інша функціональна сировина
Органічні кислоти/основи, такі як крижана оцтова кислота та триетиламін, використовуються для регулювання рН реакційної системи.
Іонні мономери, такі як сульфонат-модифіковані поліефіри, можуть додатково підвищити розчинність у воді та антистатичні властивості.
Фактори, що впливають на вибір сировини
Розчинність у воді: чим вищий вміст ЕО, тим більша розчинність у воді; введення PO може знизити температуру помутніння.
Реакційна здатність: співвідношення Si-H (вміст водню) гідрогенізованої силіконової олії впливає на швидкість щеплення.
Вимоги до навколишнього середовища: системи без-розчинників або сировина з низьким-ЛОС стають все популярнішими.
Резюме
Продуктивність розчинних у воді поліефірних силіконових рідин значною мірою залежить від комбінації сировини. Шляхом регулювання типу поліефіру (співвідношення EO/PO), молекулярної маси силіконової рідини та системи каталізатора можна розробити індивідуальні спеціальні силіконові рідини для застосування в текстилі, побутовій хімії, покриттях та інших галузях. Майбутні дослідження та розробки будуть зосереджені на процесах екологічного синтезу (таких як ферментний каталіз) і застосуванні поліефірів на основі біо-.
