Siliconen oppervlakteactieve stof

Uitstekende vermindering van de oppervlaktespanning:Oppervlakteactieve siliconen blinken uit in het verminderen van de oppervlaktespanning, waardoor hun prestaties in verschillende toepassingen worden verbeterd.
Uitstekende bevochtigingsprestaties:Hun hydrofobe karakter draagt ​​bij aan uitzonderlijke bevochtigingsmogelijkheden.
Antischuim- en schuimstabilisatie-eigenschappen:Oppervlakteactieve siliconen zijn effectief bij het voorkomen en stabiliseren van schuim, waardoor ze waardevol zijn in diverse industrieën.
Lage toxiciteit en fysiologisch inert:Oppervlakteactieve siliconen vertonen een lage toxiciteit, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in persoonlijke verzorging en farmaceutische toepassingen.
Effectieve emulgering en compatibiliteit:Hun veelzijdige structuur zorgt voor effectieve emulgering en compatibiliteit in verschillende media.
Siliconen oppervlakteactieve stoffen:Kritische micelconcentratie (CMC).
De efficiëntie van oppervlakteactieve siliconen wordt vaak bepaald door de kritische micelconcentratie (CMC), die de minimale concentratie aangeeft die nodig is om de oppervlaktespanning van het water te verminderen. Het begrijpen van de CMC-waarden is cruciaal voor het vergelijken en selecteren van siliconenoppervlakteactieve stoffen op basis van hun effectiviteit als biosurfactanten.

Oppervlakteactieve siliconen zijn een nieuw type adjuvans, dat een belangrijke positie inneemt in de nationale economie en de moderne industriële en agrarische productie. Door een overzicht van de toepassing van siliconenoppervlakteactieve stoffen op het gebied van pesticiden, dagelijkse chemicaliën en de textielindustrie worden de ontwikkelingsvooruitzichten verkend en worden de belangrijkste ontwikkelingsrichtingen van specialisatie, specialisatie, groene en hoog-efficiënte siliconenoppervlakteactieve stoffen voorgesteld.

Oppervlakteactieve siliconen vormen een grote klasse organische stoffen. Hun eigenschappen zijn uiterst karakteristiek, ze zijn uiterst flexibel en universeel en ze hebben een grote gebruikswaarde.

Oppervlakteactieve stoffen zijn gebruikt als demulgatoren, olie-verdringers, anti-klontermiddelen, deodorants, antistatische middelen en andere tientallen experimentele reagentia voor het dagelijks leven en veel industriële en agrarische productiegebieden. Hoewel het gebruik ervan niet groot is, kan het een sleutelrol spelen bij het vergroten van de productvariëteit, het verlagen van kostenmaatregelen, het besparen van hulpbronnen en het waarborgen van de kwaliteit.

Siliconenoppervlakteactieve stoffen zijn een soort oppervlakteactieve stof die bestaat uit polydimethylsiloxaan als hydrofobe ruggengraat en een of meer organische siliciumpolaire groepen verbonden met de meta- of terminale posities. Volgens de chemische eigenschappen van de hydrofiele groep R in zijn chemische structuur kunnen siliconenoppervlakteactieve stoffen worden onderverdeeld in vier categorieën: anionisch, kationisch, niet-ionisch en zwitterionisch. Onder hen zijn niet-ionische oppervlakteactieve stoffen het meest bestudeerd. , De meest gebruikte. Nu zal Xinjiayi u de classificatie van siliconenoppervlakteactieve stoffen laten begrijpen:

Kationische siliconen oppervlakteactieve stof
Als de R-groep structurele eenheden bevat zoals alkyl quaternaire ammoniumverbindingen, amido quaternaire ammoniumverbindingen en imidazolinederivaat quaternaire ammoniumverbindingen, wordt dit een kationische siliconenoppervlakteactieve stof genoemd. Van de kationische oppervlakteactieve siliconen worden de kationische oppervlakteactieve polysiloxaan quaternaire ammoniumzouten het meest gebruikt. De kationische oppervlakteactieve polysiloxaanquaternaire ammoniumzout heeft een grote molaire massa en kan verenigbaar zijn met anionische oppervlakteactieve stoffen. Het heeft geen irritatie voor de menselijke huid en ogen. Het heeft een bepaald antibacterieel vermogen. Het produceert geen vrij ammonium in alkalische oplossing. stabiel. Het macromolecuul van dit product bevat een hydrofobe polysiloxaanketen met lange- keten, waardoor het een uitstekende gladheid en zachtheid heeft.

Anionische siliconen oppervlakteactieve stof
Wanneer de R-groep structurele eenheden bevat zoals fosfaat, sulfaat, carboxylaat, sulfonaat en sulfosuccinamide-ester, wordt dit een anionische siliconenoppervlakteactieve stof genoemd. Wanneer R de structuur is die wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding, wordt dit anionische oppervlakteactieve polysiloxaanfosfaatzout genoemd.
Wanneer R' een functionele vetzuurgroep is, is het een amfotere oppervlakteactieve stof van polysiloxaanfosfaat-betaïne. Het oppervlakteactieve molecuul heeft niet alleen de structuur en kenmerken van fosfaatbetaïne, maar heeft ook de structuur en kenmerken van polysiloxaan. Als een polysilaan met een laag molecuulgewicht wordt gekozen, heeft het polysiloxaan zwakke eigenschappen; integendeel, als een polysiloxaan met een groot molecuulgewicht wordt gekozen, heeft het polysiloxaan significante eigenschappen. Dit soort product heeft de kenmerken van lage toxiciteit, antibacteriële werking, weerstand tegen hard water en goede compatibiliteit met verschillende oppervlakteactieve stoffen.

Niet-ionische oppervlakteactieve siliconen
Wanneer de R-groep eenheden bevat zoals polyether, alkanolamide, ester, glycoside, enz., Is het een niet-ionische oppervlakteactieve stof. Onder hen worden oppervlakteactieve polyethersiliconen het meest gebruikt.
Niet-ionische oppervlakteactieve polyethersiliconen is een combinatie van polysiloxaansegment (A) en polyethersegment (B). De combinatiemethoden zijn: AB-type, ABA-type, BAB-type, (AB) typen zoals n-type, vertakt ketentype en zijketentype. Er zijn twee manieren om het polyethersegment en het siloxaansegment te verbinden, namelijk het Si-O-C-type en het Si-C-type. De eerste is onstabiel en behoort tot het gehydrolyseerde type; Dit laatste is stabiel tegen water en wordt het niet-gehydrolyseerde type genoemd.

●De toepassing van oppervlakteactieve stoffen in de textielindustrie
Oppervlakteactieve siliconen worden veel gebruikt in de textielindustrie. Bij het spinnen, spinnen, ontvormen, breien of breien, schuren (raffineren en bleken), kleuren, bedrukken van kleding, afwerken en andere textielverwerkingsprocedures zijn bijvoorbeeld oppervlakteactieve stoffen of oppervlakteactieve stoffen nodig als kern. Modificatoren om het effect te versterken, de verwerkingstechnologie te optimaliseren, de prestaties te verbeteren en de kwaliteit te garanderen. Van de ionische oppervlakteactieve stoffen worden anionogene oppervlakteactieve stoffen hoofdzakelijk gebruikt als detergentia, penetratiemiddelen, bevochtigingsmiddelen, demulgatoren en verdikkingsmiddelen, enz.; kationische oppervlakteactieve stoffen kunnen, omdat de vezels negatiever geladen zijn, stevig op het textiel worden geabsorbeerd. Ze worden vaak gebruikt als wasverzachter, egaliseermiddel, waterdichtingsmiddel, antistatisch middel en fixeermiddel, enz.; amfotere oppervlakteactieve stof wordt over het algemeen gebruikt als egaliseermiddel voor metaalcomplexkleurstoffen, wasverzachter en antistatisch middel.

●Toepassing van oppervlakteactieve stoffen in de looierij- en bontindustrie
Het verwerkingsproces van de leerlooierij is erg ingewikkeld en omslachtig, en er moeten meerdere processen plaatsvinden, van naakt leer tot afgewerkt leer. Vóór het looien zijn weken, kalken, verzachten met enzymen, beitsen en ontzuring, ontvetten en andere voorbereidingen vereist; na het looien zijn ook kleuren, invetten en afwerken vereist. Bij al deze processen zijn oppervlakteactieve stoffen nodig als modificatoren om de fysische en chemische effecten en processen van elk proces te bevorderen, de productiecyclus te verkorten, de kwaliteit van het afgewerkte leer te verbeteren en chemische grondstoffen te besparen.

De belangrijkste functies van siliconenoppervlakteactieve stoffen bij de productie van leerproducten en de verwerking van bont zijn oplossen, emulsie, bevochtiging, penetratie, schuimen, ontschuimen, reinigen, egaliseren en kleurbehoud, enz. Bij elk proces worden andere eisen gesteld aan zijn rol. Bij het weken is het bijvoorbeeld vooral nodig om bevochtigende en doordringende effecten te hebben; bij het ontvetten moet het als emulsie werken, bevochtigend en doordringend; bij decontaminatie is een uitstekende oplosbaarheid vereist; kleuring vereist dat het uitstekende diffusie-, infiltratie- en schuimeffecten heeft; voor het invetten is het vereist dat het over uitstekende emulsie-eigenschappen beschikt, enz.

Oppervlakteactieve siliconen zoals een dimethiconcopolyol bevatten hydrofobe en hydrofiele delen waardoor ze de oppervlaktespanning van water kunnen verlagen.1 De verlaging van de oppervlaktespanning is een noodzakelijke eerste stap bij het verschaffen van schuim-, emulgerings-, bevochtigings- en andere oppervlakteactieve eigenschappen. Elk van deze oppervlakteactieve eigenschappen vereist een molecuul dat de oppervlaktespanning verlaagt. Met andere woorden: alle moleculen die kunnen schuimen, emulgeren of bevochtigen moeten de oppervlaktespanning kunnen verlagen, maar niet alle moleculen die de oppervlaktespanning verlagen, bieden deze eigenschappen. De verlaging van de oppervlaktespanning hangt af van de aanwezigheid van hydrofiele en hydrofobe delen in het molecuul. Bijkomende oppervlakteactieve eigenschappen zijn afhankelijk van de structuur van het molecuul en zijn activiteit aan het oppervlak.

De functie van dimethiconcopolyol of enige andere siliconenverbinding alleen in waterige oplossing kan van academisch belang zijn. Het is echter van beperkt belang voor een samensteller, omdat formuleringen nooit eenvoudigweg uit water en dimethicon-copolyol bestaan. De sleutel tot de formulering is de interactie tussen de oppervlakteactieve stoffen en andere ingrediënten die de prestaties van de oppervlakteactieve stoffen aan het oppervlak veranderen. Er zijn interacties tussen verschillende formuleringscomponenten en het begrijpen ervan en het optimaliseren ervan voor een bepaald effect is de sleutel tot het succes van de formulering.

Oppervlaktespanning in waterige oplossingen
Er werden waterige oplossingen bereid met de verschillende materialen in een concentratie van 1 gew.%. De oppervlaktespanning van elk materiaal werd bepaald met behulp van een tensiometer.

Tabel 2 somt de resultaten op en laat duidelijk zien dat de oppervlakteactieve stoffen van gesulfateerde vetalcoholen een oppervlaktespanning hebben in het bereik van 30-32 dynes/cm2. De siliconenoppervlakteactieve stoffen hebben een lagere oppervlaktespanning, in het bereik van 21–28 dynes/cm2. De variatie in oppervlaktespanning binnen de klasse van siliconenverbindingen is opmerkelijk. Er is een tendens geweest om te generaliseren dat alle siliconenoppervlakteactieve stoffen in wezen identieke oppervlaktespanningswaarden hebben. Het is duidelijk dat dit niet het geval is. Naarmate het siliconenmolecuul steeds minder siliconen bevat, gaat de oppervlaktespanning meer lijken op die van een vettige oppervlakteactieve stof.

De oppervlaktespanning wordt bepaald door de oriëntatie van het oppervlakteactieve molecuul op het lucht/water-grensvlak. Meer specifiek wordt de oppervlaktespanning bepaald door de oriëntatie van de organische functionele groepen op het oppervlakteactieve molecuul. Deze groepen omvatten silicium-bevattende delen, methylgroepen, methyleengroepen en polyoxyalkyleengroepen. De actie op het grensvlak hangt af van de groep die de overhand heeft aan het oppervlak wanneer het molecuul zich in de laagste vrije energieconformatie bevindt. Het siliconengedeelte van het molecuul heeft een overvloed aan methylgroepen, waardoor de oppervlaktespanning lager is. De vettige oppervlakteactieve groepen hebben een overvloed aan methyleengroepen (-CH2-), waardoor de oppervlaktespanning hoger wordt.

Het is belangrijk op te merken dat niet alle siliconenoppervlakteactieve stoffen dezelfde lage oppervlaktespanning hebben. Moleculen met lange ketens van ethyleenoxide of propyleenoxide hebben oppervlaktespanningen zoals vette oppervlakteactieve stoffen, geen siliconenoppervlakteactieve stoffen. Zoals zal worden aangetoond zijn de prestaties in formuleringen complex; het hangt af van de andere aanwezige componenten.

Oppervlaktespanning in binaire gemengde systemen
Water is een uniek materiaal omdat het zichzelf oriënteert door middel van waterstofbruggen. Een waterstofbrug is een speciaal type dipool-dipoolkracht die bestaat tussen een elektronegatief atoom en een waterstofatoom gebonden aan een ander elektronegatief atoom. Waterstofbinding resulteert in een oriëntatie van moleculen die de laagste energie in de oplossing hebben. Deze laagste energietoestand heeft de voorkeur. Het resulteert in de hoge oppervlaktespanning van water. De reden dat olie en water van elkaar gescheiden zijn, is dat de twee afzonderlijke fasen een lagere energie verbruiken dan wanneer ze samen zijn. Eenvoudig gezegd resulteert het aantal waterstofbruggen tussen watermoleculen dat moet worden verbroken om olie in een waterfase te houden ertoe dat de scheiding van de fasen de laagste energie heeft.

Oppervlakteactieve stoffen (vet of siliconen) ervaren waterstofbruggen in water. Als er verschillende soorten oppervlakteactieve stoffen in water voorkomen, wordt de interactie ingewikkelder, hoewel deze nog steeds wordt aangedreven door het bereiken van de laagste energie.

De combinatie van SLS of SLES-2 met de verschillende dimethiconcopolyolen suggereert talrijke mogelijke interacties:

•Interacties door incompatibiliteit van de siliconen-, vet- en water-oplosbare domeinen in de oppervlakteactieve stof. Net als bij de zojuist beschreven olie- en waterinteractie zijn deze domeinen onverenigbaar met elkaar.

•Interacties van waterstofbruggen die optreden tussen polyoxyalkyleendomeinen van één molecuul die een interactie aangaan met polyoxyalkyleendomeinen of polaire domeinen op een ander molecuul. De aard van al deze interacties bepaalt gezamenlijk de oppervlaktespanningen van de verschillende mengsels.