低泡型聚醚酯改性三硅氧烷的制备与性能研究

在氮气保护下,以烯丙基聚氧乙烯醚醋酸酯与七甲基三硅氧烷为原料,在Karstedt催化剂催化下反应,制得了聚醚酯改性三硅氧烷,讨论了反应物摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间对制备聚醚酯改性三硅氧烷性能的影响。结果表明,当反应物摩尔比为1.4∶1.0,催化剂用量为0.10%(质量分数),反应温度为110～120℃,反应时间为2 h,制得的聚醚酯改性三硅氧烷表面张力很小,铺展性能和低泡效果均较好,0.1%聚醚酯改性三硅氧烷的表面张力为20.81 mN/m,铺展直径为43.0 mm,发泡力为1.13,5 min稳泡性为0.20。产品结构经红外光谱表征。     

聚醚改性三硅氧烷表面活性剂的合成与表征

选用聚合度为7的甲氧基封端的烯丙基聚醚来改性七甲基三硅氧烷,采用高效铂络合物催化剂,通过无溶剂界面聚合,在氮气保护下进行硅氢加成反应制备三硅氧烷类有机硅表面活性剂,用IR对其结构进行表征,并将其与同类有机硅产品进行水解稳定性对比。优化工艺条件为:nAEM:nMDHM=0.9:1,反应温度100℃,反应9h,催化剂用量为12×10-4%(以铂原子计),在该条件下七甲基三硅氧烷的转化率为86.7%。结果表明,产物CMC为0.021g.L-1,γCMC为17.61mN.m-1,其表面张力在强碱和酸性条件下随时间变化最小,产品水解稳定性优于一般同类有机硅产品,适用于更宽的pH范围。     

氨基聚醚改性有机硅助剂的合成及性能

以1，1，3，3，5，5一六甲基三硅氧烷、烯丙基缩水甘油醚和聚氧乙烯烯丙醚为原料，合成出含环氧基的聚醚硅氧烷；然后用乙醇胺进行胺化，得到氨基聚醚改性有机硅助剂。这种氨基改性有机硅助剂具有较低的表面张力，较强的延展性，能够有效大幅度降低农药的表面张力，提高农药如草甘膦对杂草的控制效果。     

硅氧烷结构对聚醚改性硅氧烷磷酸酯性能的影响

通过硅氢加成法,以七甲基氢三硅氧烷、聚醚F-6和五氧化二磷等为原料,合成聚醚改性三硅氧烷磷酸酯;以低含氢硅油、聚醚F-6和五氧化二磷等为原料,合成聚醚改性聚硅氧烷磷酸酯。对这两种硅氧烷结构不同的磷酸酯进行了红外光谱分析,同时进行了表面张力、接触角、粘度的测试。结果表明,两种产物均具有较好的降低表面张力的能力,较好的降粘性。聚醚改性三硅氧烷磷酸酯降低表面张力的能力强于聚醚改性聚硅氧烷磷酸酯。聚醚改性三硅氧烷磷酸酯可使大庆原油粘度降低73. 77%,降粘效果好于聚醚改性聚硅氧烷磷酸酯。     

硅氧烷结构对聚醚改性硅氧烷磷酸酯性能的影响

通过硅氢加成法,以七甲基氢三硅氧烷、聚醚F-6和五氧化二磷等为原料,合成聚醚改性三硅氧烷磷酸酯;以低含氢硅油、聚醚F-6和五氧化二磷等为原料,合成聚醚改性聚硅氧烷磷酸酯。对这两种硅氧烷结构不同的磷酸酯进行了红外光谱分析,同时进行了表面张力、接触角、粘度的测试。结果表明,两种产物均具有较好的降低表面张力的能力,较好的降粘性。聚醚改性三硅氧烷磷酸酯降低表面张力的能力强于聚醚改性聚硅氧烷磷酸酯。聚醚改性三硅氧烷磷酸酯可使大庆原油粘度降低73. 77%,降粘效果好于聚醚改性聚硅氧烷磷酸酯。     

新型聚醚基三硅氧烷表面活性剂的制备及表面活性

以巯丙基三硅氧烷与聚乙二醇烯丙基甲基醚经thiol-ene反应合成了新型聚醚基三硅氧烷表面活性剂,并对其结构进行了FT-IR和~1H NMR表征,通过表面张力的测定考察了其表面活性。结果表明,该法可以高效合成高纯度的聚醚基三硅氧烷表面活性剂,该表面活性剂能将水的表面张力降低至21～23 mN/m,具有优良的表面活性。     

端羟基聚醚型三乙氧基硅烷偶联剂合成工艺研究

以烯丙基聚醚、三乙氧基硅烷为主要原料,氯铂酸为催化剂,通过硅氢加成反应合成端羟基聚醚基三乙氧基硅烷。研究了原料配比、催化剂用量、烯丙基聚醚相对分子质量及反应温度对反应转化率的影响。结果表明当采用相对分子质量为600的烯丙基聚醚,n(APEG)/n(TES)为1.1、催化剂用量为15mg/L及反应温度为70℃时,反应体系转化率可达100%。最后采用红外光谱对产物端羟基聚烷氧基三乙氧基硅烷(HPTES)结构进行表征。     

抗水解三硅氧烷表面活性剂的研制

以七甲基三硅氧烷和甲基烯丙基聚醚、炔二醇醚为原料,通过硅氢加成反应合成了2种表面活性剂:甲基烯丙基聚醚改性三硅氧烷SE-429和炔二醇醚改性三硅氧烷SE-640。考察了催化剂种类及用量、温度对反应的影响,确定了较佳的反应条件为:催化剂选用烯丙基铂配合物、催化剂用量为0.02%、温度为110～120℃。研究了产物的表面张力、铺展面积、临界胶束浓度(CMC)、动态表面张力(DST)以及抗水解稳定性。结果表明,这2种三硅氧烷表面活性剂质量分数为0.1%的水溶液表面张力均小于21 mN/m,储存360 d后表面张力增幅分别为78.6%和28.2%,低于常规的烯丙基聚醚改性三硅氧烷SE-90(201.5%);SE-429的CMC为40.7 mg·L,铺展面积与SE-90接近;SE-640水溶液不形成胶束,表面张力能更快达到平衡。两者具有优良的表面活性和抗水解稳定性。     

环氧基改性硅油的合成与表征

以端环氧基烯丙基聚醚、含氢硅油为原料,采用第二代铂金催化剂,通过硅氢加成反应制备环氧基改性硅油。研究了反应时间、反应温度、物料配比对反应转化率的影响。通过单因素试验得到最佳反应条件为:反应时间7 h、反应温度100℃、含氢硅油与端环氧基聚醚的摩尔比为1∶1.1。在此条件下含氢硅油的转化率为91%。红外表征证实,产物接上了端环氧基烯丙基聚醚。     

聚醚改性有机硅流平剂的合成及表面性能研究

以含氢硅油和烯丙基聚醚为原料,在氯铂酸螯合物的催化作用下,通过无溶剂硅氢加成反应合成了聚醚改性硅油。通过正交实验测定反应的转化率,探讨了反应时间、反应温度、催化剂用量以及反应物比例对反应的影响,并得出较适宜的反应条件为:反应时间为8h,反应温度为130℃,催化剂用量为20μg/g,反应物配比[n(Si-H)∶n(C=C)]为1∶1.2。在该条件下,含氢硅油中Si-H的转化率达94.45%。由此制备的流平剂能有效降低表面张力,且具有优良的流平性能。讨论了含氢硅油与烯丙基聚醚的结构差异对产品的表面性能的影响。     

聚醚改性硅油的合成研究

以六水合氯铂酸为催化剂,烯丙基聚醚(F-6)与含氢硅油为原料,在无溶剂甲苯的条件下,加热反应生成聚醚改性硅油,通过测定硅氢键的残余量来计算反应的转化率。分别研究了催化剂量、温度、烯丙基聚醚(F-6)与含氢硅油的物质的量比对反应转化率的影响,得出了最优化的反应条件为:催化剂的质量分数为1.5×10-5,温度120℃,n(聚醚)∶n(硅油)=1.20∶1.00。实验表明,合成的聚醚改性硅油可以有效降低溶剂型聚氨酯树脂溶液(As)树脂的表面张力,使其由30.4mN/m降到27.0mN/m。     

改性介孔硅负载铂催化合成农用增效剂

通过壳聚糖（CS）改性介孔二氧化硅,并负载铂得到Pt/CS-SiO₂催化剂,采用红外光谱（FTIR）、氮气吸附脱附（BET）、热重分析（TG）等对催化剂进行表征,同时考察了Pt/CS-SiO₂催化聚醚和三硅氧烷反应合成农用增效剂。结果表明：Pt成功负载在改性介孔硅上,Pt含量为0.85%;催化剂具有良好的重复使用性,使用7次后仍有较高活性,转化率和选择性均在90%以上;合成农用增效剂的最优工艺为n（MD^HM）：n（HDE）=1：1.1,反应温度为105℃,反应时间为3 h。测试产物在不同pH的水溶液中的水解性能,发现其在中性条件下可以比较稳定地存在。     

不同结构聚醚改性硅油的制备与表征

以含氢硅油、（α-烯丙氧基,ω-羟基）聚氧乙烯聚氧丙烯醚（F-6）和（α-烯丙氧基,ω-甲氧基）聚氧乙烯聚氧丙烯醚（AEPM-1500）为原料,在氯铂酸催化剂作用下,通过硅氢加成反应,合成了一种聚醚改性硅油（AAMS）,并用红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征。考察了反应时间、温度以及催化剂用量对Si—H转化率的影响,较佳合成工艺为：反应时间为6h、反应温度为105℃,氯铂酸用量为20μg/g,此时,Si—H的转化率可达94．6％;随着F-6与AEPM-1500的量之比的增大,产物AAMS水溶液的表面张力先降后升,浊点升高;当F-6与AEPM-1500量之比为4：1时,AAMS水溶液的表面张力可降至28．6mN／m,浊点为24℃。     

聚醚与甲基丙烯酸十二烷基酯共改性硅油的制备与表征

以氯铂酸为催化剂,烯丙醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(F-6)、甲基丙烯酸十二烷基酯(LMA)和含氢硅油(PHMS)为原料,通过硅氢加成制备了聚醚与甲基丙烯酸十二烷基酯共改性硅油(PMS),并用红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征。考察了硅氢键与碳碳双键的量之比、反应温度、反应时间、催化剂用量对Si—H转化率的影响,确定了最佳工艺为:甲苯的质量分数30%～40%,Si—H与CC的量之比1.00∶1.20,催化剂用量为30×10-6,反应温度为90℃,反应时间为6 h,Si—H转化率达到92.35%。产物水溶液的临界胶束浓度为0.6 g/L,PMS的临界表面张力为22.236 mN/m,表现出低表面能的特点。     

端氨基聚醚的合成

研究了以改性雷尼镍为催化剂、聚醚和液氨为原料,临氢高压催化氨化制备端氨基聚醚的工艺路线,考察了反应温度、催化剂用量、氨醇比、氢醇比对反应的影响.结果表明,温度220℃、氨醇摩尔比10 ～ 12、氢醇摩尔比0.6～0.8、催化剂质量分数为7％～11％、反应时间4～5h时,聚醚氨化制备端氨基聚醚的转化率大于97％.     

端氨基聚醚的合成

使用自制催化剂,采用间歇釜法合成端氨基聚醚,讨论了催化剂种类以及处理方法、反应温度、压力、氢气、氨气加入量等对端氨基聚醚产品生成率、伯胺含量的影响。在温度200℃、压力13MPa下,端氨基聚醚的生成率>97%,伯胺占总胺摩尔分数>99%,达到国外相关产品指标。     

聚醚侧链接枝密度对聚醚硅油性能的影响

通过烯丙基聚醚与含氢硅油的硅氢加成反应制备聚醚硅油。保持含氢硅油摩尔质量基本不变,考察含氢硅油的活性氢质量分数,即聚醚侧链的密度对硅氢加成反应及聚醚硅油性能的影响。结果表明,随着含氢硅油中活性氢质量分数的增加,反应体系变澄清所需要的时间变长;含氢硅油的活性氢质量分数为0.25%时,聚醚硅油的浊点最高;活性氢质量分数为0.2%时,多种浓度的聚醚硅油水溶液均呈现较高的表面张力;同一结构的聚醚硅油水溶液的表面张力随着聚醚硅油浓度的增加快速下降,质量浓度大于0.02 g/L后表面张力下降缓慢。含氢硅油较佳的活性氢质量分数是0.25%,用此含氢硅油制备的聚醚硅油在质量浓度为0.10 g/L时,其水溶液的表面张力下降至44.8 mN/m。