硅油及其在日化領(lǐng)域的應(yīng)用ppt課件

1、1硅油及其在日化領(lǐng)域的應(yīng)用硅油及其在日化領(lǐng)域的應(yīng)用121919世紀(jì)世紀(jì)6060年代年代2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代末年代末有機(jī)硅化合物出現(xiàn)及其化學(xué)研究的開有機(jī)硅化合物出現(xiàn)及其化學(xué)研究的開始。始。19381938年年 1970 1970年年有機(jī)硅化學(xué)基礎(chǔ)理論和工業(yè)化合成、有機(jī)硅化學(xué)基礎(chǔ)理論和工業(yè)化合成、材料加工方法和應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)立，有材料加工方法和應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)立，有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)的形成、壯大。機(jī)硅產(chǎn)業(yè)的形成、壯大。19701970年年至今至今有機(jī)硅和聚合物合成、產(chǎn)品制造工藝、有機(jī)硅和聚合物合成、產(chǎn)品制造工藝、應(yīng)用技術(shù)不斷創(chuàng)新、應(yīng)用領(lǐng)域拓展，應(yīng)用技術(shù)不斷創(chuàng)新、應(yīng)用領(lǐng)域拓展，有機(jī)硅化學(xué)及其材料領(lǐng)域飛速發(fā)展

2、有機(jī)硅化學(xué)及其材料領(lǐng)域飛速發(fā)展一、有機(jī)硅的發(fā)展一、有機(jī)硅的發(fā)展 3 31938-19701938-1970年有機(jī)硅領(lǐng)域創(chuàng)新工作年有機(jī)硅領(lǐng)域創(chuàng)新工作 Rochow發(fā)明直接法合成 有機(jī)硅單體 硅氫加成反應(yīng)催化劑發(fā)明和碳官能團(tuán)有機(jī)硅化合 物合成方法的建立 氣相白炭黑的制造及在有機(jī)硅材料中應(yīng)用有機(jī)硅單體縮聚反應(yīng)制備有機(jī)硅高分子材料產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用硅烷偶聯(lián)劑合成和應(yīng)用 有機(jī)硅氧烷環(huán)體開環(huán)聚方法合成硅橡膠 創(chuàng)新創(chuàng)新4 4有機(jī)硅的分類有機(jī)硅的分類有機(jī)硅有機(jī)硅硅橡膠硅橡膠硅烷偶聯(lián)硅烷偶聯(lián)劑劑硅樹脂硅樹脂硅油硅油1 12 23 34 4消泡劑、潤(rùn)滑劑、脫模劑、防黏劑、拋光表面處理劑等應(yīng)用于化妝品、潤(rùn)滑油、平滑油、涂

3、料等行玻璃纖維表面處理、無機(jī)填料的表面處理、密封劑、粘結(jié)劑等分為高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠，其應(yīng)用制品在航空航天、電子電器、機(jī)械制造、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性、耐候性、電絕緣性以及防黏脫模劑被廣泛應(yīng)用于涂料、粘結(jié)劑、模塑料等領(lǐng)域5 5二、硅油二、硅油1、定義、定義： 硅油是一種不同聚合度鏈狀結(jié)構(gòu)的聚有機(jī)硅氧烷。 它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初縮聚環(huán)體，環(huán)體經(jīng)裂 解、精餾制得低環(huán)體，然后把環(huán)體、封頭劑、催化劑放在一 起調(diào)聚就可得到各種不同聚合度的混合物，經(jīng)減壓蒸餾除去 低沸物就可制得硅油。 硅油一般是無色（或淡黃色），無味、無毒、不易揮發(fā)的液體。具有卓越的耐熱性、電絕緣性

4、、耐候性、疏水性、生理惰性和較小的表面張力，此外還具有低的粘溫系數(shù)、較高的抗壓縮性，有的品種還具有耐輻射的性能。 6SiO偶極間的相互補(bǔ)償，使得SiO呈螺旋結(jié)構(gòu)。每個(gè)螺環(huán)由6個(gè)左右硅氧鏈節(jié)組成，甲基向外，起著屏蔽作用，使SiO鏈之間的相互作用力小，表面張力小。 Si-O鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角較大，原子間的距離長(zhǎng)，使得聚硅氧烷類高分子化合物原子間具有很大的自由度，圍繞Si-O鍵旋轉(zhuǎn)所需的能量幾乎為零，所以聚硅氧烷主鏈?zhǔn)秩犴?.2.硅油的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)硅油的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)7結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一：化學(xué)鍵 F硅氧硅鍵(Si-O-Si)F硅碳鍵(Si-C)F硅氧鍵 (Si-O-R)F硅氫鍵 (Si-H)F其他有機(jī)基團(tuán)成鍵 如：C-

5、C,C=C,C-N, C-O-C耐熱性、阻燃性、抗氧化性、耐電暈、耐電弧性、耐輻照性、介電性、耐候性表面活性、疏水性、脫模性、消泡性耐寒性、可壓縮性、低蒸氣壓、生理惰性3.3.硅油的基本結(jié)構(gòu)硅油的基本結(jié)構(gòu)8結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二：有四種基本單元SiCCOOSi OOOOSi OCCCSiCOOO M D T Q3.3.硅油的基本結(jié)構(gòu)硅油的基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三：硅甲基不可缺少F甲基硅碳鍵是最穩(wěn)定的硅碳鍵F硅甲基的存在賦予硅油獨(dú)特的性能F各種硅油都是甲基硅油的衍生物F衍生硅油用甲基以外的基團(tuán)命名C CH HH HS Si iH H9 研究表明，隨著硅油分子量的增加，其粘度增大，其水溶液的表面張力也在增大這是因?yàn)?/p>

6、在表面活性劑水溶液中，表面張力的降低是依靠疏水基團(tuán)占據(jù)溶液表面，從而使得表面張力降低。隨著硅油分子量的增大，分子鏈也變長(zhǎng)，聚硅氧烷在水溶液的表面就不容易定向排列，導(dǎo)致表面張力下降趨勢(shì)減弱，水溶液的表面張力變大。硅油分子量與粘度表面張力的關(guān)系硅油分子量與表面張力的關(guān)系聚醚改性聚硅氧烷結(jié)構(gòu)控制及其構(gòu)效關(guān)系研究.余瓊.2006. 浙江大學(xué)10惰性硅油F在使用中一般不參與化學(xué)反應(yīng)F更多的是利用硅油的物理性質(zhì)，而不是化學(xué)性質(zhì) 如：甲基硅油、苯基硅油、聚醚硅油、長(zhǎng)烷基硅油、乙基 硅油等4.4.硅油的分類硅油的分類反應(yīng)性硅油F有明確的反應(yīng)性基團(tuán)F在使用中通常參與化學(xué)反應(yīng)如：羥基硅油、乙烯基硅油、含氫硅油、氨

7、基硅油、巰基硅油等 11滑爽性滑爽性柔軟性柔軟性吸濕吸濕排汗性排汗性蓬松性蓬松性Moustafa M. G. et al. Carbohydr. Polym. 2011, 86(2): 625-629氨基硅油氨基硅油高粘度硅油高粘度硅油親水性硅油親水性硅油低粘度硅油低粘度硅油5.5.硅油的特性硅油的特性12油水油滴被如乳化劑分子包圍并分散在水里（乳化前）乳化前）分層的兩相（乳化后）（乳化后）連續(xù)相和分散相在乳化劑作用下相容 硅油乳液是重要的有機(jī)硅產(chǎn)品之一。 乳液：兩種不混溶的液體，其中一種以細(xì)小的形態(tài)而穩(wěn)定地分散在另一種中液體中?？捎晒栌?、水和乳化劑混合后經(jīng)高速攪 6.6.硅油乳液硅油乳液拌、

8、機(jī)械乳化 制得，也可由乳液聚合方法直接制得，乳液聚合法發(fā)展較晚，由此方法制得的有機(jī)硅乳液比機(jī)械乳化法分散性、乳化性更好。13粒徑分布與外觀硅油乳液粒徑及分布硅油乳液粒徑及分布乳液粒徑及粒徑分布是聚合物乳液的重要技術(shù)指標(biāo)，其數(shù)值大小，對(duì)乳液的性能，如乳液的顏色、涂膜的光澤、聚合物的粘接力等產(chǎn)生直接影響。嵌段硅油乳液粒徑分布氨基硅油乳液粒徑分布嵌段型聚硅氧烷織物整理劑的制備及應(yīng)用. 李潔. 2013.華東理工大學(xué)147.7.硅油乳液乳液分類硅油乳液乳液分類按照聚硅氧烷的種類分為三種：按照聚硅氧烷的種類分為三種：（1）非活性聚硅氧烷類 最典型的代表是聚二甲基硅氧烷，硅原子上所連地全為非活性 的甲基它

9、不能自身交聯(lián)，也不能參與反應(yīng)。（2）活性聚硅氧烷類 如聚甲基氫硅氧烷、羥基硅油等，其中的活性基團(tuán)可以參與反 應(yīng)，可以形成網(wǎng)絡(luò)狀的大分子。（3）改性聚硅氧烷類 即改性硅油乳液，如環(huán)氧改性硅油、羥基改性硅油、氨基改性 硅油、聚 醚改性硅油、羧基改性硅油等。改性硅油的有機(jī)官 能團(tuán)能夠參與反應(yīng)，同時(shí)，賦予乳液特定的功能。15第一代有機(jī)硅織物柔軟劑：硅油分子中沒有反應(yīng)基團(tuán)，使用之前要將其制成穩(wěn)定乳液，手感、耐洗性和彈性均較差。第二代有機(jī)硅織物柔軟劑：含氫硅油中含有高反應(yīng)活性的Si-H鍵，在整理過程中將相互交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有良好的柔軟性，賦予織物彈性和高抗皺性。第三代有機(jī)硅織物柔軟劑：即改性有機(jī)硅柔軟

10、劑，在主鏈上引入各類親水性基團(tuán)如環(huán)氧基、羧基、氨基等，賦予了有機(jī)硅新的性能，具有彈挺、柔軟和抗皺等特點(diǎn)。8.8.硅油乳液的發(fā)展硅油乳液的發(fā)展從硅油乳液作為織物柔軟劑的發(fā)展來看硅油乳液類型的發(fā)展歷程16（a）（b）(a) 整理前織物形貌(100m) (b) 乳液整理后織物形貌(100m)棉布纖維的SEM圖 整理后的織物表面附著了一層薄膜，纖維束更加蓬松，嵌段氨基/聚醚有機(jī)硅共聚物在纖維表面成膜，且織物與硅油緊密的結(jié)合在一起，增加了纖維間的抱合力，改善纖維的柔軟蓬松性。硅油乳液柔軟劑處理前后的SEM圖嵌段類有機(jī)硅共聚物的制備及其在織物后處理中的應(yīng)用.屈蓓.2012. 華東理工大學(xué)179.9.硅油乳

11、液應(yīng)用領(lǐng)域硅油乳液應(yīng)用領(lǐng)域（1）在紡織工業(yè)的應(yīng)用 作為纖維油劑、消泡劑、染色牢度增進(jìn)劑、織物功能整理及風(fēng)格 改 進(jìn)劑、熔融防止劑及縫紉平滑劑。（2）在造紙、皮革等方面的應(yīng)用 有機(jī)硅乳液可用作防粘紙的防黏劑、紙張的防水劑等。在皮革工 業(yè)中可以作為滑爽劑、防水劑、拋光劑等。常用的是二甲基硅油 乳液和氨基改性有機(jī)硅乳液等。（3）在化妝品中的應(yīng)用 有機(jī)硅乳液在化妝品中得到廣泛應(yīng)用，添加適宜的有機(jī)硅乳液 后，能改善化妝品的一些性能，如使其潤(rùn)滑、抗陽光和紫外線輻 射、透氣性好等。18二、硅油在日化方面的應(yīng)用二、硅油在日化方面的應(yīng)用F聚硅氧烷又稱硅油或硅酮。它與其衍生物是化妝品的一種優(yōu)質(zhì)的原料，具有生理惰性

12、和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，無臭、無毒，對(duì)皮膚無刺激性，有良好的護(hù)膚功能。F具有潤(rùn)滑性能，抗紫外線輻射作用，透氣性好，對(duì)香精香料有緩釋放作用，抗靜電好，具有明顯的防塵功能；穩(wěn)定性高，不影響與其它成分匹配。F硅油疏水性高，使用有輕快感，在頭發(fā)和皮膚上的舒展性好，用硅油對(duì)原料表面進(jìn)行疏水處理，提高化妝品的防水防汗性能。代表性的硅油有二甲基硅油，甲基苯基硅油。19191.1.二甲基硅油二甲基硅油二甲基硅油也稱甲基硅油，是無色透明油分。根據(jù)分子量的不同，可從低粘度到軟膏狀體。常使用低粘度的二甲基硅油。就具有較好的柔軟性，在化妝品中常取代傳統(tǒng)的油性原料，如石蠟、凡士林等來制造化妝品，如膏霜類、乳液、唇膏、眼影膏

13、、香波等。20201.1.二甲基硅油二甲基硅油F分子結(jié)構(gòu)中的全部有機(jī)基團(tuán)都是甲基F良好的熱穩(wěn)定性；良好的介電性；憎水性；防粘性及消泡性等F最重要的商品硅油（201，DC200,KF96,TSF451）F采用平衡化反應(yīng)制備F常采用粘度表征硅油的聚合度，用粘度進(jìn)行產(chǎn)品區(qū)分 212.2.甲基苯基硅油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換的產(chǎn)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，有很廣的使用范圍。 甲基苯基硅氧烷為無色或淺黃色透明液體，對(duì)皮膚滲透性好，用后膚感良好，可增加皮膚的柔軟性，加深頭發(fā)的顏色，保持自然光澤，常用在高級(jí)護(hù)膚制品以及美容化

14、妝品中。22MT 苯基硅油（DC556） ，化妝品用優(yōu)質(zhì)硅油 SiOSiOSiCH3CH3CH3CH3CH3CH3C6H5OC6H5CH3CH3CH3CH3CH3CH3SiOSiOSi 2 2、甲基苯基硅油、甲基苯基硅油23F聚醚改性硅油由性能差別很大的聚醚鏈段與聚醚鏈段，通過化學(xué)鍵連結(jié)而成。F親水性的聚醚鏈段賦予其親水性F聚二甲基硅氧烷鏈段賦予低表面張力 F形成各種各樣的表面活性3.3.聚醚改性硅油聚醚改性硅油243.3.聚醚改性硅油聚醚改性硅油Fx、y 數(shù)值的大小決定了聚醚鏈段的分子量 大小和親水性F控制其EO/PO的比值，可以達(dá)到不同效果F環(huán)氧乙烷鏈、環(huán)氧丙烷鏈節(jié)排列方式潤(rùn)濕劑流平劑消泡劑防涂鴉劑.25