聚醚接枝聚硅氧烷的合成、表面性质及消泡剂的复配研究

摘要

聚醚接枝聚硅氧烷是一种有机硅表面活性剂。通过硅氢加成反应结合硅油及聚醚两者的优点，使硅油具有更广泛的、更特殊的应用性能。
　　 针对聚醚接枝聚硅氧烷原有制备工艺中氯铂酸/异丙醇硅氢加成催化体系催化活性弱、存放期短的问题，采用Karstedt's催化剂制备方法为基础并对其进行改进：氯铂酸、过量31倍摩尔比于氯铂酸的二乙烯基四甲基二硅氧烷（简称双封头剂）及过量24倍摩尔比于氯铂酸的碳酸钠，在乙醇回流下反应30min，反应后静置10hr以上，过滤、除低沸物后，稀释得改进后Karstedt's催化剂。
　　 使用自制的烯丙基聚氧乙/丙烯醚、自制的Karstedt's催化剂及自制的低含氢硅油为原料，采用无溶剂的创新方法合成了聚醚接枝聚硅氧烷。合成方法为：先将烯丙基聚醚与添加量为20μg/g的催化剂加热至50℃，再逐滴加入低含氢硅油，65～70℃下反应2～2.5hr，得产物聚醚接枝聚硅氧烷，其色泽呈淡黄色，催化剂加入量显著减少60％以上，平均Si-H转化率由Speier's原方法的87％提高到91.4%。
　　 通过测定自制聚醚接枝聚硅氧烷10％水溶液的表面性质（表面张力、浊点），得出了聚醚接枝聚硅氧烷的表面性质与其聚醚结构的对应关系式，为其应用于消泡剂等特殊领域提供了一个选择依据。
　　 基于上述基础研究，还对聚醚接枝聚硅氧烷、硅膏、乳化剂、增稠剂等进行了复配消泡剂的实验研究，得到了消泡效果好、稳定性好、有工业应用价值的聚醚接枝聚硅氧烷消泡剂的具体配方（质量百分数wt）：硅膏2%～3%，聚醚接枝聚硅氧烷7％～8%，乳化剂甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸酯/甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸酯聚氧乙烯(20)醚2.4％～2.6%，羟乙基纤维素0.4%～0.5%，水87%～90%。通过对比，本文研制的聚醚接枝聚硅氧烷消泡剂在苛刻条件（即90℃，强酸性或强碱性）下仍具有较优良的性能。
　　 此外，还建立了离心法测定消泡剂乳化体系稳定性的计算方法，可以通过此法来估计消泡剂的存放周期。