硅油及其在日化领域的应用.ppt

1、a,1,硅油及其在日化领域的应用,a,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,a,3,1938-1970年有机硅领域创新工作,a,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

2、、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,a,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

3、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。,a,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,a,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

4、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.硅油的基本结构,a,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,a,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

5、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,a,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,a,滑爽性,柔软性,吸湿 排汗性,蓬松性,Moustafa M. G. et al. Carbohydr. Polym.

6、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,a,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。,a,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

7、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用. 李洁. 2013.华东理工大学,a,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，

8、赋予乳液特定的功能。,a,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.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,（a）,（b）,(a) 整理前织物形貌(100m) (b) 乳液整理后织物形貌(100m

9、),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,a,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

10、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。,a,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

11、性的硅油有二甲基硅油，甲基苯基硅油。,a,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。,a,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,a,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。,a,2、甲基苯基硅油,a,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,a,3.聚醚改性硅油,x、y 数值的大小