聚醚改性三硅氧烷表面活性剂的合成与性能研究

作     者：尹丹娜 

作者单位：广州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑成

授予年度：2010年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：聚醚 三硅氧烷 水解稳定性 

摘      要：有机硅表面活性剂具有优良的润湿性和渗透性,能极大地促进药液扩展,可使药液通过气孔进入植物组织内,因此在降低农作物的农药残留、降低流失到土壤和地下水中的农药量、进而减少农药对土壤及水源等自然资源的污染、缓解我国日益紧张的水资源等方面起到重要作用。我国的有机硅表面活性剂研究起步较晚,产品较单一,且尚未形成大的生产规模,使用的产品主要依赖进口。有机硅助剂的开发成功将能减少同类产品的进口,降低国内企业技术的对外依赖,提高自身竞争力,并且更有利于有机硅表面活性剂在我国农业中的普及应用。因此,本文有针对性地设计、合成聚醚改性三硅氧烷表面活性剂作为农用助剂,具有现实意义。 本文以高含氢硅油与六甲基二硅氧烷为原料,通过酸催化平衡反应及精馏纯化技术,得到高纯度的1,1,1,3,5,5,5—七甲基三硅氧烷中间体(MDHM)。通过气相色谱内标法定量,确定合成MDHM的工艺参数为:反应物质量比为m(MM):m(DH)=13:1,反应时间7h,反应温度30℃,催化剂用量为5%。 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,采用高效铂络合物作催化剂,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高效有机硅表面活性剂。用含氢量法测定反应中MDHM的反应转化率,通过正交实验优化工艺条件,确定合成聚醚改性三硅氧烷表面活性剂的工艺参数为:n(AEM):n(MDHM)=0.9:1,反应温度100℃,反应时间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%。 根据相应的国标方法测定产物的表面张力,HLB值,CMC值,乳化性能。并与3种市售有机硅表面活性剂的比较其水解稳定性,结果表明产物的水解稳定性优于其他三种同类产品,推断归纳出降低聚醚改性硅氧烷类表面活性剂的水解速率的关键在于减少表面活性剂分子中硅氧链与水溶液接触的程度,采用甲氧基封端的聚醚改性三硅氧烷时,聚醚顶端的甲基像伞一样撑开,一定程度上可以降低硅氧烷链与水分子接触的机率,所以其水解稳定性提高。