硅油及其在日化领域的应用PPT优秀课件

1、1 硅油及其在日化领域的应用硅油及其在日化领域的应用 1919世纪世纪6060年代年代 2020世纪世纪3030年代末年代末 有机硅化合物出现及其化学研究的开有机硅化合物出现及其化学研究的开 始始。 19381938年年 1970 1970年年 有机硅化学基础理论和工业化合成、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，有材料加工方法和应用技术的创立，有 机硅产业的形成、壮大。机硅产业的形成、壮大。 19701970年年至今至今 有机硅和聚合物合成、产品制造工艺、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，应用技术不断创新、应用领域拓展， 有机硅化学

2、及其材料领域飞速发展有机硅化学及其材料领域飞速发展 一、有机硅的发展一、有机硅的发展 3 1938-19701938-1970年有机年有机 硅领域创新工作硅领域创新工作 Rochow发明直接法合成 有机硅单体 硅氢加成反应催化剂发明 和碳官能团有机硅化合 物合成方法的建立 气相白炭黑的制造 及在有机硅材料 中应用 有机硅单体缩聚反应 制备有机硅高分子材 料产业化和应用 硅烷偶联 剂合成和应用 有机硅氧烷环体开环聚 方法合成硅橡胶 创新创新 4 有机硅的分类有机硅的分类 有机硅有机硅 硅橡胶硅橡胶 硅烷偶联硅烷偶联 剂剂 硅树脂硅树脂 硅油硅油 1 1 2 2 3 3 4 4 消泡剂、润滑剂、脱

3、 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、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、硅油二、硅油 1、定义、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

4、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Si O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 2.2.硅油的结构特点硅油的结构特点 结构特点一

5、：化学键 F硅氧硅键(Si-O-Si) F硅碳键(Si-C) F硅氧键 (Si-O-R) F硅氢键 (Si-H) F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、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 3.3.硅油的基本结构硅油的基本结构 结构特点二：有四种基本单元 Si C C OOSi OO O O Si O C C C Si C OO O M D T Q 3.3.硅油的基本结构硅油的基本结构 结构特点三：硅甲基不可缺少 F甲基硅碳键是最稳定的硅碳键 F硅甲基的存在

6、赋予硅油独特的性能 F各种硅油都是甲基硅油的衍生物 F衍生硅油用甲基以外的基团命名 C CH H H H S Si i H H 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 F在使用中一般不参与化学反应 F更

7、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 4.4.硅油的分类硅油的分类 反应性硅油 F有明确的反应性基团 F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 滑爽性滑爽性 柔软性柔软性 吸湿吸湿 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 亲水性硅油亲水性硅油 低粘度硅油低粘度硅油 5.5.硅油的特性硅油的特性 油 水 油滴被如乳化剂 分子包围并分散 在水里

8、 （乳化前）乳化前） 分层的两相 （乳化后）（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 6.6.硅油乳液硅油乳液 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

9、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用. 李洁. 2013.华东理工大学 7.7.硅油乳液乳液分类硅油乳液乳液分类 按照聚硅氧烷的种类分为三种：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。

10、 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。 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。 8.8.硅油乳液的发展硅油乳液的发展 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

11、) 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 9.9.硅油乳液应用领域硅油乳液应用领域 （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

12、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、抗阳光和紫外线辐 射、透气性好等。 二、硅油在日化方面的应用二、硅油在日化方面的应用 F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。 F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。 F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

13、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 1.1.二甲基硅油二甲基硅油 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 1.1.二甲基硅油二甲基硅油 F分子结构中的全部有机基团都是甲基 F良好的热稳定性；良好的介电性；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采用平衡化反应制备 F常采用粘

14、度表征硅油的聚合度，用粘度进行产品区分 2.2.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。 MT 苯基硅油（DC556） ，化妆品用优质硅油 SiOSi O Si CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 C6H5 O C6H5 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3Si O SiOSi 2 2、甲基苯基硅油、甲基苯基硅油 F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。 F亲水性的聚醚链段赋予其亲水性 F聚二甲基硅氧烷链段赋予低表面张力 F形成各种各样的表面活性 3.3.聚醚改性硅油聚醚改性硅油 3.3.聚醚改性硅油聚醚改性硅油 Fx、y 数值的大小决定了聚醚链段的分子量 大小和亲水性 F控制其EO/PO的比值，可以达到不同效果 F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 F聚氨酯泡沫匀泡剂（L580）