学文网【摘 要】有机硅表面活性剂作为一种新型表面活性剂，与其他表面活性剂相比，有更好的疏水性、耐热耐寒性能、不易被紫外光和臭氧分解、使用寿命长等优点。其中聚醚改性的有机硅表面活性剂已经引起关注和研究。
【关键词】有机硅；聚醚；表面活性剂
一、表面活性剂及其性质
能显著降低水的表面张力的物质称之为表面活性剂。近些年来，表面活性剂发展迅速，其应用涉及到很多领域，如油田开发、日化产品、涂料、食品、纺织、材料等，表面活性剂几乎渗透到一切生产及技术领域。
表面活性剂有两个重要的性质，一是在各种界面上的定向吸附，另一个是在溶液内部能形成胶团。前一种性质是许多表面活性剂用作***化剂、起泡剂、润湿剂的原因，后一种性质是表面活性剂常用增溶作用的原因。
二、有机硅表面活性剂
（一）有机硅表面活性剂特性
有机硅表面活性剂作为一种新型结构的表面活性剂，自20世纪60年代开发以来得到了快速的发展。有机硅表面活性剂具有以下特性：（1）很高的表面活性，其表面活性仅次于氟表面活性剂，水溶液的最低表面张力可降至大约20 mN/m，而典型的碳氢表面活性剂为30mN/m 左右；（2）在水溶液和非水体系都有表面活性；（3）对低能表面有优异的润湿能力；（4）具有优异的消泡能力，是一类性能优异的消泡剂；（5）通常有很高的热稳定性；（6）它们是无毒的，不会刺激皮肤；（7）可在一定条件下发生非生物降解，燃烧副产物少，对环境污染小；（8）根据制备方法不同，可以生产不同分子量、不同类型的结构，而且通常分子量都很高，属于高分子表面活性剂。
（二）有机硅表面活性剂的用途
由于有机硅表面活性剂的优异特性，在很多领域都得到了应用。早在20世纪50年代作为尿烷泡沫塑料的稳泡剂，一直到1994年仅在此项应用中的用量就达约300000t/a，促进了有机硅表面活性剂工业的迅速发展。在近些年中，研究者们合成了更多种类的有机硅表面活性剂，这样更多更系统地研究了其在水和非水体系中的表面活性、与各种添加剂间的相互作用以及有序组合体行为，建立了其在涂料、化妆品、纤维等工业上应用的理论基础。尽管有机硅表面活性剂也存在生物降解性能较差、价格相对较高的缺点，但其高效率可弥补其成本的不足。
三、聚醚有机硅表面活性剂
（一）概况
有机硅表面活性剂中的聚醚改性有机硅表面活性剂已经引起广泛关注，并可在工业生产和日化产品进行应用。它由有机硅链段和聚醚链段通过化学键连接而成。通过调节聚醚、有机硅的聚合度，便可以获得不同性能、不同用途的有机硅表面活性剂，可应用在涂料工业、聚氨酯、农药和日化工业等行业。
（二）聚醚有机硅表面活性剂的类型
按聚醚链段与有机硅链段之间的连接方式，聚醚有机硅表面活性剂分为Si-O-C键连接型和 Si-C 键连接型。前者抗水性差，易被水解；后者对水稳定。
（三）聚醚有机硅表面活性剂的研究进展
聚醚有机硅表面活性剂最早出现在1954年，随着研究的不断深入，这使得聚醚有机硅表面活性剂取得了很大的发展。国外很多学者研究了聚醚有机硅表面活性剂的相行为。Kunieda和Harashima共同合作了一系列关于研究一组明确界定为AB型有机硅聚醚共聚物表面活性剂相行为的论文，并且发现这些共聚物自组装形成微结构材料，并在低重均分子量油和水的混合物中形成结晶相。Kunieda 等研究了一系列 11AB 型 PDMS-PEO 两嵌段共聚物表面活性剂在水中的两相行为。有机硅嵌段的体积分数和总分子量的变化范围很广，足以找到正常和液晶相的转变。
对聚醚有机硅共聚物合成方面的研究也越来越深入。唐琼等以聚醚和含氢硅油为原料，制得兼有两者性能的聚醚改性硅油。研究发现产物的粘度指数和表面张力都随链节比的增加而增加；随着聚合度的增加，产物粘度指数增加，表面张力变小；二元回归方程很好地预测了聚醚改性硅油的粘温系数和表面张力。
对于嵌段型的聚醚有机硅共聚物，很多学者同时研究了其在稀溶液中的自组装行为。Meier研究发现在聚醚有机硅嵌段共聚物中形成了小囊泡。空的纳米微粒如小囊泡由于有潜在的应用在血管、药物载体和酶或催化剂的保护壳方面而引起了广泛关注。
在反应溶剂方面。Austin等人十余年来一直致力于开发更好的、不用从反应体系中除去溶剂以及无溶剂工艺技术。他们以一种不含羟基的酯类作为反应溶剂进行合成研究，反应得到一种透明的粘滞溶液，无需对酯溶液进行分离即可使用。
在后处理工艺方面，Ichinoh 通过在反应结束时加入稀盐酸进行后处理，可得无味产物。Hino 和Kenichi采用加氢的方法来获得无味产品。将反应物溶解在甲苯中进行加氢，经过滤、蒸馏出甲苯后即可得到产品，产品的不饱和度约为0.0lmmol/g，没有气味且存贮稳定性良好。
（四）聚醚有机硅表面活性剂的应用
聚醚和有机硅具有极强的互补性，由于两种结构通过化学键结合在一起，使性能互补成为可能。
四、小结
随着科学技术的不断发展，有机硅不断出现新产品新用途。目前随着研究的深入，很多技术已逐渐成形，这为我们进一步开发聚醚有机硅提供了可行的条件。而且聚醚和硅油合成原料的价格逐渐降低，合成路线的不断优化，更使得新型的有机硅表面活性剂成为未来表面活性剂的发展方向。
参考文献：
[1]张冬辉.氨基聚醚有机硅的制备及其在消泡剂中的应用[D].江南大学，2013.
[2]耿红涛.有机硅改性聚醚酯消泡剂的制备及应用研究[D].南京林业大学，2007.
[3]胡伟.聚醚改性有机硅消泡剂的合成研究[D].南京林业大学，2008.
[4]何婷.聚醚改性有机硅***化剂的合成及性能研究[D].南京林业大学，2014.
转载请注明出处学文网 » 聚醚有机硅表面活性剂研究现状