L'olio siliconico modificato con polietere, noto anche come polisilossano modificato con polietere, è il tipo di olio siliconico modificato più prodotto e ampiamente utilizzato nell'industria dell'organosilicio. Poiché la sua struttura molecolare contiene sia gruppi idrofobici che idrofili, l'olio siliconico modificato con polietere presenta proprietà tensioattive.
Tipi strutturali di olio siliconico polietere
(1) Tipo a catena laterale (il tipo più comune)
(2) Tipo a due-estremità
(3) Catena laterale, tipo a due-estremità
(4) Un-tipo di estremità
Nell'unità polieterea C2H4O)a(C3H6O)bR, esiste un equilibrio tra idrofilicità e idrofobicità tra a e b.
Per mantenere la sua attività superficiale, il rapporto b/(a+b) è generalmente controllato tra 0,2 e 0,8. Cioè, quando b/(a+b) è inferiore a 0,2, l'idrofilicità è elevata e il valore del bilancio idrofilo-lipofilo (HLB) è elevato; quando b/(a+b) è maggiore di 0,8, l'idrofobicità è forte e il valore HLB è piccolo. La massa molare media dei segmenti di polietere è generalmente controllata tra 500 e 5000 g·mol⁻¹. Al di sotto di 500 g·mol⁻¹, l'attività superficiale non può essere pienamente realizzata, mentre al di sopra di 5000 g·mol⁻¹, la viscosità è troppo elevata, con conseguente scarsa disperdibilità.
Aree di applicazione dell'olio siliconico polietere
Uno. Stabilizzatore di schiuma di poliuretano
Conosciuto anche come livellatore di schiuma.
Nella formulazione di materiali in schiuma poliuretanica, la quantità aggiunta è pari allo 0,5%~2,0% del poliolo. Ha quattro funzioni:
1. Agisce come emulsionante durante la miscelazione del composto.
La materia prima principale, il polietere poliolo, ha scarsa compatibilità con l'isocianato. I gruppi idrofobici dell'olio siliconico modificato con polietere- sono solubili in isocianato, mentre i gruppi idrofili sono solubili nel polietere poliolo, favorendo così la miscelazione e l'emulsificazione dei due componenti. Ciò consente alla reazione di iniziare simultaneamente in tutto il sistema.
2. Ciò facilita la formazione di bolle e l'omogeneizzazione.
Abbassa la tensione superficiale del sistema di reazione, consentendo all'aria di disperdersi nel sistema sotto forma di bolle uniformi e fini, formando minuscoli nuclei di bolle. L'anidride carbonica prodotta nel sistema di reazione e il gas generato dall'agente schiumogeno entrano facilmente nei nuclei delle bolle per formare bolle e la bassa tensione superficiale del sistema in questo momento favorisce la crescita delle bolle.
3. Stabilizza le bollicine.
Prima che la viscosità del sistema raggiunga un certo livello, il film liquido formato dal nucleo delle bolle-è molto sottile. A causa del drenaggio, della coalescenza e dell'impatto meccanico, le pareti delle bolle possono rompersi. A questo punto, l'olio siliconico modificato con polietere- può stabilizzare i nuclei delle bolle attraverso l'effetto Gibbs-Marangoni, riducendo efficacemente le perdite dalle pareti delle bolle e prevenendone la coalescenza. Inoltre, la natura non ionica dell'olio siliconico modificato con polietere- può ridurre le forze di van der Waals tra le due superfici della pellicola all'interfaccia gas-liquido, contribuendo anche alla stabilità delle bolle.
4. La fase finale della formazione della schiuma flessibile di poliuretano è l'interconnessione dei nuclei delle bolle.
Prima che i nuclei delle bolle si siano completamente espansi, nel sistema di reazione sono poliedri chiusi. Appena prima che avvenga la gelificazione, l’aumento della temperatura e l’aumento della pressione interna possono causare la rottura delle pareti del nucleo della bolla e l’apertura dei pori. Il ruolo dell'olio siliconico modificato con polietere- è quello di stabilizzare la pellicola della parete durante la fase di bassa viscosità e di consentire alla pellicola di raggiungere lo spessore critico per l'apertura dei pori, creando così le condizioni per l'apertura finale.
L'olio siliconico modificato con polietere- è lo stabilizzante più efficace nella produzione in un'unica fase-della schiuma flessibile di poliuretano.
L'olio siliconico modificato con polietere- utilizzato nei materiali in schiuma rigida ha una massa molare inferiore a quella utilizzata nei materiali in schiuma flessibile, un rapporto C2H4O/C3H6O maggiore nei segmenti di polietere e un punto di intorbidimento più elevato.
I materiali in schiuma rigida utilizzano un'ampia varietà di materie prime, inclusi polietere polioli e isocianati, dando vita a diverse formulazioni di schiuma. Inoltre, per consentire la formazione di schiuma in-sito, vengono generalmente prodotti in una forma di miscela a due-componenti, che richiede una conservazione a lungo-termine. Pertanto, lo stabilizzatore della schiuma deve essere un olio siliconico modificato di polietere non ionico-, generalmente aggiunto in un rapporto da 0,5 a 1,5 parti di polietere poliolo per 100 parti di polietere poliolo. La formulazione schiumogena viene regolata in base alle condizioni di schiumatura.
Nei materiali in schiuma semi-rigida, gli stabilizzatori prevengono il restringimento delle bolle e ne regolano le dimensioni.
Le schiume poliuretaniche ad alta-resilienza hanno un'elevata viscosità e un basso grado di reticolazione grazie all'uso di -idrossipolioli altamente reattivi e temperature di indurimento più basse, che rendono le bolle facilmente stabilizzabili. Pertanto, dovrebbero essere selezionati stabilizzanti con pesi molecolari più bassi e meno effetti stabilizzanti, come oli siliconici modificati a basso-peso molecolare-polietere-modificato. L'utilizzo di oli siliconici modificati-in polietere espanso flessibile per uso generico- può portare a un'eccessiva stabilizzazione della schiuma, a una ridotta connettività della schiuma e, in definitiva, al restringimento della schiuma.
L'olio siliconico modificato con polietere- viene utilizzato come stabilizzante per la schiuma di poliuretano. È molto importante che sia privo di gruppi Si-H, poiché la presenza di gruppi Si-H residui influenzerà la dimensione dei micropori e l'uniformità della schiuma.
Due. Materie prime cosmetiche
L'olio siliconico modificato con polietere- è facilmente solubile in alcoli e acqua ed è anche facilmente compatibile con altri ingredienti cosmetici.
Aggiunto dallo 0,15% al 5% può ridurre la tensione superficiale delle formulazioni cosmetiche, favorendo la diffusione dei cosmetici sulla superficie della pelle o dei capelli.
È ampiamente utilizzato in shampoo, balsami, mousse, prodotti per la cura della pelle, prodotti per la rasatura, antitraspiranti, profumi, saponi e cosmetici colorati. L'aggiunta di una piccola quantità di olio di silicone modificato con polietere- alle formulazioni per capelli può conferire lucentezza, pettinabilità, morbidezza, proprietà antistatiche e una piacevole sensazione ai capelli.
Le varietà modificate di polietere-con valori HLB inferiori possono essere utilizzate come emulsionanti nei sistemi complessi di olio siliconico. Ad esempio, nelle formulazioni di creme per la cura della pelle, l'utilizzo di olio di silicone modificato con polietere-come emulsionante può emulsionare l'olio di metilsilicone a bassa-viscosità con acqua per formare un sistema di dispersione stabile. Questa formulazione non-irrita la pelle ed è sicura da usare.
Questo tipo di olio siliconico modificato con polietere- può essere preparato mediante reazione di idrosililazione dell'olio dimetilsilicone con un gruppo terminale Si-H e un polietere allil-terminato.
Tre. Additivi di rivestimento
1. Antischiuma
L'olio siliconico modificato con polietere-si emulsiona facilmente in acqua ed è un componente importante degli antischiuma auto-emulsionanti. L'olio siliconico modificato con polietere- perde la sua solubilità in acqua e presenta proprietà antischiuma al di sopra della temperatura del punto di intorbidimento.
Gli antischiuma formulati con olio siliconico modificato con polietere- mostrano una buona resistenza al calore e stabilità meccanica e sono resistenti agli acidi, agli alcali e ai sali inorganici, il che li rende adatti alla formazione di schiuma in condizioni difficili.
Esempi di attività antischiuma includono processi di tintura ad alta-temperatura per tessuti in poliestere, antischiuma in sistemi di desolforazione con soluzione acquosa di dietanolammina e antischiuma in vari oli, fluidi da taglio, antigelo e altri sistemi.
Soprattutto nell'industria della stampa, dopo la produzione di lastre di resina fotosensibile, viene utilizzata una soluzione acquosa forte contenente sali alcalini inorganici come borato di sodio e tensioattivi per lavare via la resina non polimerizzata. La schiuma generata dalla soluzione di lavaggio sottoposta ad elevata forza di taglio influisce gravemente sull'efficienza della pulizia. L'olio siliconico modificato con polietere- è un antischiuma molto adatto. Se viene utilizzato un antischiuma formulato con normale olio dimetilsiliconico, il suo effetto antischiuma diminuirà sotto una forza di taglio prolungata, favorendo la formazione di schiuma e lasciando residui di olio dimetilsiliconico sulla piastra, influenzando così la qualità della piastra.
2. L'olio siliconico modificato con polietere- è un importante agente livellante e agente scivolante nei rivestimenti-a base d'acqua.
3. Gli oli siliconici modificati con polietere-con gruppi epossidici alle estremità della catena polieterea possono migliorare la ricopertura dello stesso rivestimento e migliorare la resistenza del rivestimento all'acqua calda, al vapore e ai graffi. Possono essere preparati mediante reazione di idrosililazione di polieteri con gruppi allilici ad un'estremità e gruppi epossidici all'altra con poliorganosilossani contenenti Si-H-.
Quattro. Agenti bagnanti pesticidi
L'olio siliconico modificato con polietere a bassa massa molare- può ridurre significativamente la tensione superficiale della sua soluzione acquosa. Se utilizzato come agente bagnante per pesticidi, può migliorare l'adesione dei pesticidi alle foglie delle piante in caso di pioggia e ridurre la quantità di pesticidi utilizzati.
Cinque. Modificatore di resina
I segmenti di polietere nelle molecole di olio siliconico modificato di polietere- possono migliorarne la compatibilità con le resine, formare una dispersione uniforme nella resina, migliorare la fluidità della resina durante la fusione, aumentare il potere lubrificante tra metalli e plastica e migliorare significativamente l'estrusione della plastica.
Può anche favorire la formazione di micro-dispersioni di materiali inorganici nella plastica, in particolare l'effetto di dispersione del biossido di titanio, del carbonato di calcio, ecc.
Tuttavia, gli oli siliconici convenzionali modificati con polietere- contengono tipicamente dall'1% al 20% di composti polieteri residui in massa, che possono influenzare la resistenza meccanica e le proprietà di rigonfiamento del solvente della resina modificata. Una soluzione consiste nell'utilizzare un polietere allilico a terminazione singola-con una massa molare più piccola per sottoporsi a una reazione di idrosililazione con olio di silicone contenente idrogeno metilico-e quindi evaporare il polietere non reagito dall'olio di silicone modificato di polietere risultante-sotto vuoto spinto.
Sei. Agenti di finissaggio per tessuti
I tessuti in fibre sintetiche o cotone mostrano una forte idrofobicità dopo la lavorazione con resina, mentre la finitura con olio siliconico modificato con polietere- può conferire idrofilia, assorbimento del sudore e proprietà antistatiche.
Quando è richiesta durabilità, i segmenti idrofobici della molecola di olio siliconico modificato con polietere- possono essere sostituiti con gruppi Si-H o gruppi alcossilici.
Quando sono richieste morbidezza e levigatezza, il segmento idrofobo può essere sostituito con gruppi organosilicionici epossi-modificati o amminici-modificati.
Sette. Utilizzato nella formulazione di agenti distaccanti-a base di acqua
Le dispersioni acquose di olio di silicone modificato con polietere- con un punto di intorbidimento di 25 gradi ~ 50 gradi possono essere utilizzate come agenti distaccanti per lo stampaggio di schiuma poliuretanica e lo stampaggio a iniezione.
Le dispersioni acquose di olio siliconico modificato con polietere- e acido perfluoroalchil fosforico possono essere utilizzate come agenti distaccanti per lo stampaggio di resina epossidica.
Le dispersioni acquose di olio siliconico modificato con polietere- e olio siliconico dimetilico possono essere utilizzate come agenti distaccanti per lo stampaggio e la lavorazione di plastica, gomma, prodotti di carta e prodotti in metallo.
OTTO. Sensibilizzante al calore del lattice
I sensibilizzatori termici al lattice sono agenti gelificanti adatti all'uso con il lattice.
Quando questo agente gelificante viene aggiunto al lattice, è relativamente stabile a temperatura ambiente; tuttavia, quando la temperatura raggiunge un certo valore, il lattice si solidifica rapidamente e questo tipo di lattice viene chiamato lattice-sensibilizzato al calore.
L'utilizzo di olio di silicone modificato con polietere-come sensibilizzatore termico per lattici di gomma naturale e sintetica produce un lattice molto stabile al di sotto della temperatura del punto di intorbidimento, garantendo una lunga durata di conservazione; quando riscaldato alla temperatura del punto di intorbidimento, il lattice solidifica rapidamente con un piccolo intervallo di temperature e il gel solidificato presenta proprietà eccellenti.
I lattici-sensibilizzati al calore formulati con olio siliconico-modificato con polietere sono ampiamente utilizzati come adesivi per tessuti non-tessuti e tessuti a base di pelle artificiale.
