روغن سیلیکون محلول در آب{0}}نوعی ترکیب سیلیکونی آلی است که از نظر شیمیایی اصلاح شده تا آن را در آب- محلول کند. مواد خام اصلی آن شامل روغن سیلیکون پایه، اصلاح کننده پلی اتر، کاتالیزور و سایر مواد خام کمکی است. در زیر طبقه بندی دقیق و عملکرد مواد اولیه اصلی آورده شده است:
1. سیال سیلیکون پایه
سیال سیلیکونی پایه ساختار هسته پلی اتر قبل از اصلاح است. ساختار آن ویژگی های فیزیکی محصول نهایی مانند مقاومت در برابر دما و روانکاری را تعیین می کند. انواع متداول عبارتند از:
سیال دی متیل سیلیکون (PDMS): متداول‌ترین سیال سیلیکونی پایه که توسط گروه‌های هیدروکسیل یا هیدروژن خاتمه می‌یابد تا مکان‌های واکنشی ایجاد کند.
مایع سیلیکونی هیدروژنه (PMHS): حاوی پیوندهای Si-H است و می‌تواند تحت واکنش هیدروسیلیلاسیون با گروه‌های آلیل پلی‌اتر قرار گیرد و آن را به مسیر اصلی اصلاح تبدیل کند.
سیال آمینو سیلیکون: واکنش از طریق گروه های آمینه با گروه های اپوکسی پلی اتر رخ می دهد، اما کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.
2. اصلاح کننده های پلی اتر
بخش‌های پلی‌اتر کلید حل‌پذیری در آب به روغن‌های سیلیکونی هستند. دو نوع زیر معمولا استفاده می شود:
پلی اترهای آلیل (مانند آلیل پلی اکسی اتیلن اتر، APEG): اینها از طریق یک واکنش هیدروسیلیلاسیون روی ستون فقرات روغن سیلیکونی پیوند می زنند. هر چه زنجیره پلی اکسی اتیلن (EO) طولانی تر باشد، حلالیت در آب بیشتر است.
پلی اترهای اپوکسی (مانند پلی اتیلن گلیکول مونوگلیسیدیل اتر): اینها با روغن های سیلیکونی حاوی گروه های هیدروژن فعال (مانند گروه های آمینه و هیدروکسیل) واکنش داده و پیوندهای اتری تشکیل می دهند.
پلی‌اترهای ویژه: معرفی بخش‌های پلی‌اکسی پروپیلن (PO) می‌تواند تعادل آب‌دوست-لیپوفیل (HLB) را تنظیم کرده و سازگاری با حلال‌های آلی را افزایش دهد.
3. کاتالیزور
بازده واکنش به انتخاب کاتالیزور بستگی دارد:
کاتالیزورهای هیدروسیلیلاسیون: اسید کلروپلاتینیک (کاتالیزور اسپایر) یا کاتالیزور کارستد (کمپلکس پلاتین-وینیل سیلوکسان). دوز باید کنترل شود تا از واکنش های جانبی جلوگیری شود.
کاتالیزورهای خنثی سازی: کربنات سدیم یا استات سدیم. اینها برای تنظیم pH سیستم واکنش و جلوگیری از تخریب زنجیره های پلی اتر استفاده می شوند.
4. حلال ها و افزودنی ها
حلال ها: ایزوپروپیل الکل، تولوئن و غیره برای رقیق کردن سیستم واکنش و بهبود راندمان انتقال جرم استفاده می شود (لازم است بعداً حذف شود).
عامل پوشش دهنده: هگزامتیل دی سیلوکسان (MM) برای کنترل وزن مولکولی روغن سیلیکون استفاده می شود.
تثبیت کننده: BHT (آنتی اکسیدان) از اکسیداسیون زنجیره های پلی اتر در دمای بالا جلوگیری می کند.
5. سایر مواد خام کاربردی
اسیدها/بازهای آلی، مانند اسید استیک یخچالی و تری اتیلامین، برای تنظیم pH سیستم واکنش استفاده می شوند.
مونومرهای یونی، مانند پلی اترهای اصلاح شده سولفونات-، می توانند حلالیت در آب و خواص ضد الکتریسیته ساکن را بیشتر کنند.
عوامل موثر در انتخاب مواد اولیه
حلالیت در آب: هر چه محتوای EO بیشتر باشد، حلالیت در آب بیشتر است. معرفی PO می تواند نقطه ابری را کاهش دهد.
واکنش پذیری: نسبت Si{0}}H (محتوای هیدروژن) روغن سیلیکون هیدروژنه بر سرعت پیوند تأثیر می گذارد.
الزامات زیست‌محیطی: سیستم‌های{0}بدون حلال یا مواد خام کم{1}VOC به طور فزاینده‌ای محبوب می‌شوند.
خلاصه
عملکرد سیالات سیلیکونی پلی اتر محلول در آب-به شدت به ترکیب مواد خام بستگی دارد. با تنظیم نوع پلی اتر (نسبت EO/PO)، وزن مولکولی سیال سیلیکونی و سیستم کاتالیزور، سیالات سیلیکونی تخصصی سفارشی را می توان برای کاربرد در منسوجات، مواد شیمیایی خانگی، پوشش ها و سایر زمینه ها توسعه داد. تحقیق و توسعه آینده بر فرآیندهای سنتز سبز (مانند کاتالیز آنزیمی) و کاربرد پلی اترهای مبتنی بر زیست{3} تمرکز خواهد کرد.
