改性硅油表面活性剂的合成及性能

作     者：潘耀宗 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林东恩

授予年度：2014年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 082103[工学-纺织化学与染整工程] 

主      题：改性 有机硅 表面活性剂 制备 性能 

摘      要：改性有机硅表面活性剂具有优良的润湿性和渗透性，用于织物后整理，可赋予织物柔软、滑爽等优点，但目前有些产品还存在亲水性能差，导致产品不易自乳化以及织物整理后易黄变等缺点，限制了其应用。本文首先合成了反应原料含氢硅油以及反应中间体甲基丙烯酸甲酯改性硅油，接着利用兼有氨基和聚醚基团的聚醚胺化合物与带功能基团的硅油进行反应合成两种改性有机硅表面活性剂，以期用作织物整理后能增加其亲水性能的同时降低其黄变性。 本文首先采用强酸性阳离子交换树脂作为催化剂合成了含氢硅油。得出反应的最佳条件为：催化剂的粒径为0.4.6mm，氢离子的质量摩尔浓度为6mmol/g，添加量为反应物质量的6.5%，反应温度为80℃，反应时间为6h，所用的催化剂使用寿命为20次。 接着以含氢硅油和甲基丙烯酸甲酯为原料，合成了甲基丙烯酸甲酯改性硅油，得出反应的最佳条件为：反应温度85℃，反应时间10h，反应物料比n(C=C):n(Si-H)=1.2:1，催化剂用量在反应物中的质量分数为0.006%，甲苯用量为反应物质量的30%。 然后用聚醚胺对甲基丙烯酸甲酯改性硅油进行胺解反应合成了聚醚酰胺改性硅油，得出反应的最佳条件为：反应物料比(氨基与酯基摩尔比)为1.1，反应温度80℃，反应时间6h，催化剂用量在反应物中的质量分数为0.45%，甲苯用量为反应物质量的30%。 最后以环氧改性硅油和聚醚胺为原料，通过胺解反应合成了羟基聚醚氨基改性硅油，得出反应的最佳条件为：反应物料比(氨基与环氧基摩尔比)为1.2，反应温度50℃，反应时间4h，溶剂甲苯用量为反应物质量的30%。 所有的产物都得到红外光谱的证实，聚醚酰胺改性硅油表面活性剂和羟基聚醚氨基改性硅油表面活性剂产品自乳化性、乳液离心稳定性、热稳定性、低温稳定性以及耐酸耐碱耐电解质稳定性都较好。两种产物乳液的平均粒径均较小，分别为170nm和103nm，粒径呈正态分布。两种产物临界胶束浓度都是1g/L，聚醚酰胺改性硅油和羟基聚醚氨基改性硅油水溶液的表面张力可以分别降低至21.08mN/m和22.15mN/m，都具有比较高的表面活性。将两种产物应用在织物的后整理，结果发现与普通氨基硅油相比，柔软性稍差，亲水性和白度有明显的提高，与市场同类整理剂S350相比，柔软性与亲水性相当，白度有比较大的提高，因此都是应用价值较大的有机硅亲水柔软织物整理剂。