مطالعه کاربرد روغن سیلیکون هیدروژن 0.1% در واکنش افزودن پلی‌تر{2}}روغن سیلیکون اصلاح‌شده

روغن‌های سیلیکونی اصلاح‌شده{0}}پلی‌اتر، کشش سطحی کم و مقاومت در برابر آب و هوای ارگانوسیلیسیون را با خاصیت آب‌دوستی و امولسیون‌کنندگی بخش‌های پلی‌اتر ترکیب می‌کنند و باعث می‌شوند که آنها به طور گسترده در تکمیل نساجی، کف‌زدا، و لوازم جانبی پوشش استفاده شوند. هیدروسیلیلاسیون (Si-H و C=افزودن باند مضاعف C) فرآیند اصلی برای تهیه روغن‌های سیلیکون پلی اتر است و محتوای هیدروژن روغن سیلیکون جانبی-هیدروژن سیلیکون مستقیماً چگالی پیوند و عملکرد محصول را تعیین می‌کند. 0.1% سمت-روغن‌های هیدروژن سیلیکون یکنواخت{6}{8}{8}روغن‌های هیدروژن سیلیکون یکنواخت هستند توزیع پیوند و مانع فضایی متوسط در زنجیره مولکولی. این کار از مشکلات{10}}پیوند متقابل آسان و ویسکوزیته بالا مرتبط با{11}روغن‌های سیلیکون هیدروژن بالا جلوگیری می‌کند، و آنها را برای تهیه روغن‌های سیلیکونی با{12}}ویسکوزیته پایین، جریان‌پذیری بالا{13}}و نسبتاً آبدوست{14}{14}}روغن‌های سیلیکون اصلاح‌شده در سال‌های اخیر مناسب می‌سازد و در سال‌های اخیر تبدیل به یک ظرف تحقیقاتی در صنعت شده است.

ساختار و واکنش پذیری 0.1% جانبی-روغن سیلیکون هیدروژن

روغن سیلیکون هیدروژن 0.1% یک پلیمر خطی از پلی دی متیل سیلوکسان با پیوندهای Si-H به زنجیره های جانبی آن است. محتوای هیدروژن آن در 0.09-0.11 درصد وزنی پایدار است و تعداد وزن مولکولی متوسط ​​آن معمولاً بین 5000 و 8000 گرم در مول کنترل می شود. در مقایسه با روغن‌های سیلیکون هیدروژن بالا (0.5-1.2 درصد وزنی)، چگالی باند Si{13}H کمتر، انعطاف‌پذیری زنجیره مولکولی بهتر، واکنش‌پذیری ملایم‌تر، و کمتر مستعد واکنش‌های جانبی (مانند هیدروژن زدایی و اتصال عرضی) است.

واکنش هیدروسیلیلاسیون از یک مکانیسم کاتالیز شده از پلاتین پیروی می کند. تحت کاتالیز اسید کلروپلاتینیک، پیوند Si{2}}H از روغن هیدروسیلیکون 0.1 درصد تحت افزودن ضد مارکوفنیکوف با پیوند دوگانه C{5}C از آلیل پلی‌اتر (مانند آلیلوکسی پلی اکسی اتیلن اتر) قرار می‌گیرد تا یک واکنش پایدار Si{6} را تشکیل دهد که در شکل زیر نشان داده شده است:

≡Si-H+CH2​=CH-CH2​-O-(EO/PO)n​-RH2​PtCl6​​≡Si-CH2​-CH2​-CH2​-O-(EO/PO)n​-R

این واکنش مولکول‌های کوچکی را آزاد نمی‌کند، محصولاتی با خلوص بالا تولید می‌کند، و پایداری پیوند Si-C بسیار برتر از پیوند Si-O-C است و مقاومت بهتری در برابر هیدرولیز و تغییرات دما نشان می‌دهد.

0.1% جانبی-کنترل فرآیند واکنش افزودن روغن سیلیکون هیدروژن

3.1 انتخاب و تناسب مواد خام
پلی‌اترهای آلیل با وزن مولکولی 500{4}}2000 و محتوای پیوند دوگانه بیشتر یا مساوی 98 درصد برای جلوگیری از غیرفعال شدن کاتالیزور ناشی از ناخالصی‌های پراکسید ترجیح داده می‌شوند. نسبت مولی مواد خام در n(C=C):n(Si-H)=1.1~1.2:1 کنترل می‌شود. مقدار کمی پلی اتر، نرخ تبدیل بالای پیوندهای Si-H را تضمین می‌کند و در عین حال از تأثیر باقی‌مانده Si-H واکنش‌نخورده بر پایداری محصول جلوگیری می‌کند.

3.2 سیستم کاتالیست
کاتالیزور اصلی اسید کلروپلاتینیک (H2PtCl6・6H2O) با دوز 20 تا 40 ug/g (بر اساس پلاتین) است. دوز بسیار کم منجر به سرعت واکنش آهسته می شود، در حالی که دوز بسیار زیاد می تواند منجر به تیره شدن رنگ محصول شود. مقدار کمی از 2-متیل-3-بوتین-2-اول به عنوان یک بازدارنده برای سرکوب واکنش های جانبی در دماهای بالا و افزایش عمر کاتالیزور اضافه می شود.

3.3 دما و زمان
دمای واکنش در 90 تا 110 درجه کنترل شد. روغن سیلیکون اصلاح شده 0.1٪ هیدروژن{4}}فعالیت ملایمی از خود نشان می دهد. زیر 80 درجه، نرخ تبدیل کمتر از 70٪ است و بالاتر از 120 درجه، تخریب پلی اتر و اتصال عرضی روغن سیلیکون به راحتی رخ می دهد. زمان واکنش 5 تا 7 ساعت بود. پیشرفت واکنش توسط طیف‌سنجی مادون قرمز (مقام Si{12}}H در 2166 سانتی‌متر-1) بررسی شد. واکنش کامل شد زمانی که اوج شدت ناپدید شد.

3.4 درمان با حلال و پست{1}
تولوئن یا ایزوپروپانول به عنوان حلال (20٪ تا 30٪ از جرم واکنش دهنده) برای کاهش ویسکوزیته سیستم و ترویج واکنش یکنواخت استفاده شد. پس از واکنش، حلال و مونومرهای واکنش نداده با تقطیر خلاء حذف شدند و باقیمانده کاتالیزور با فیلتراسیون برای به دست آوردن یک روغن سیلیکون اصلاح شده با پلی اتر{3} شفاف و همگن حذف شدند.

عملکرد محصول و مزایای کاربرد

4.1 ویژگی های عملکرد

روغن سیلیکون پلی اتر تهیه شده از روغن سیلیکون هیدروژن 0.1% دارای ویسکوزیته کم (50 ~ 200 mPa・s)، شفافیت بالا و آب دوستی قابل تنظیم است. چگالی پیوند پلی اتر کم است، نیروهای زنجیره بین مولکولی ضعیف است، محصول مستعد ژل شدن نیست و پایداری ذخیره سازی آن می تواند به بیش از 12 ماه برسد. کشش سطحی را می توان به 22 تا 25 میلی نیوتن بر متر کاهش داد و همچنین دارای خواص مرطوب کنندگی، پخش و امولسیون کنندگی خوبی است.

4.2 سناریوهای کاربردی
در صنعت نساجی، به عنوان یک نرم کننده آبدوست، نرمی، لطافت و خاصیت ضد الکتریسیته ساکن را به پارچه ها می بخشد بدون اینکه بر قابلیت تنفس آنها تأثیر بگذارد. در زمینه کف زدایی، از آن به عنوان یک ضد کف در سیستم‌های{0} مبتنی بر آب استفاده می‌شود، زیرا ویسکوزیته پایین آن باعث می‌شود به راحتی پراکنده شود، با سرعت کف‌زدایی سریع و-از بین بردن کف طولانی‌مدت. در صنعت پوشش، به عنوان یک عامل تسطیح، ترشوندگی پوشش ها را بهبود می بخشد و از عیوب مانند سوراخ سوزنی و پوست پرتقال جلوگیری می کند.

نتیجه گیری و چشم انداز

روغن سیلیکون جانبی 0.1%{1}}هیدروژن دارای مزایای غیرقابل جایگزینی در تهیه روغن‌های سیلیکون اصلاح‌شده پلی‌اتر به دلیل واکنش‌پذیری ملایم و توزیع یکنواخت باند Si-H است. با کنترل نسبت مواد خام (C=C:Si-H=1.1~1.2:1)، مقدار کلروپلاتینیک اسید (20~40ug/g)، دمای واکنش (90~110 درجه) و زمان واکنش (5~7h)، Si{16}}در نتیجه تبدیل پیوند به 9% یا تبدیل پیوند 9% برابر است. روغن های سیلیکونی پلی اتر{18}}با عملکرد بالا،-ویسکوزیته پایین.

تحقیقات آینده می‌تواند بر روی سیستم‌های پیچیده کاتالیزوری (مانند مجتمع‌های پلاتین-فسفین) برای کاهش بیشتر دمای واکنش و کوتاه‌تر کردن زمان واکنش تمرکز کند. به طور همزمان، می‌تواند واکنش‌های پیوند پلی‌اترهای مختلف (مانند پلی‌اترهای بلوک و پلی‌اترهای فلوئوردار) را با ۰.۱% روغن سیلیکون هیدروژن برای توسعه روغن‌های سیلیکون چند منظوره پلی‌اتر-و گسترش کاربردهای آن‌ها در زمینه‌های با انرژی بالا{4} و انرژی جدید گسترش دهد.