有机硅表面活性剂的应用

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。两性有机硅表面活性剂 （１）硅烷基型 甜菜碱类、氨基酸类、咪唑啉类 按照疏水基的结构分类．有机硅表面活性剂可分为硅烷基型和硅氧烷基型两类： 此类表面活性剂的疏水部分的结构通式为 — ，ＳＩ 表面活性剂的品种如： Ｃ６Ｈ，（ＣＨ，）：Ｓｉ（ｃＨ：）：ＣＯＯＨ，（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２）２ＣＯＯＨ 硅氧烷基型疏水基的结构为 一 ＣＨ ｒ — ＩＳ
长链烷基
ｃ／－－甲基苯乙、乳化性
有机硅表面活性剂的结构一般为多甲基硅氧烷主链上连接一个或多个极性基团．由该特殊结构使有 机硅表面活性剂表现出许多优秀的性质： （１）憎水基为硅氧链，表面张力可以达到２０ｄｙｎ／ｃｍ以下，在水相及非水介质中都有表面活性； （２）优良的润湿性能，具有优良的消泡性和泡沫稳定性。含硅表面活性荆尤其是聚硅醚，在不同的温 度范围内，同一品种既可消泡，又可稳泡； （３）化学制备的方法不同，其结构类型和分子聚合范围也不同，易于形成大分子结构； （４）含硅表面活性剂基本上是生理惰性的，内服属于低毒，不刺激皮肤，对生殖无影响，可能出现温和 的、暂时的眼睛刺激，但不损伤角膜。 ３有机硅表面活性剂在化妆品及其它方面的应用
氨基 环氧基 羧基 羟基
结构
特性 反应性、吸附性 反应性、吸附性
反应性、润滑性 反应性、氧透过性 相溶性、流平性
一ｃ３心ＮＨ２、～ｃ，Ｈ６ＮＨＣ２Ｈ４ＮＨ２ 一ｃ３Ｈ６０ＣＨ２ＣＨ—ｃＨ２（Ｅｏ） 一（ＣＨ２ｎＣＯＯＨ 一Ｃ３Ｈ６０Ｃ２Ｈ４０Ｈ 一（ｃＨ：）。ＣＨ， 一ｃＨ２（ｃ％）一ｃＨ—ｃ６Ｈ５ 一ｃ，Ｈ５（ＯＣ２ｔｔ４）。（ＯＣ３Ｈ６）ＯＣＨ３
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
ｏｆＦｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ ｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｈ曲ｉ，２００２３７）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ０ｆｔｈｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ（ｆｏｒ ｓｈｏｒｔ：
将会越来越普遍。
３．２
有机硅表面活性剂在其它方面的应用”’”＋”’”’。１ 有机硅表面活性剂除具有润湿、去污、乳化、洗涤、分散、渗透、扩散、起泡、抗氧、粘度调节、防止老化、
抗静电、柔软、增溶、消泡、稳泡和防止晶析等功能外，还具有高的表面活性和易在极性表面展开。无毒、生 理惰性、耐气候、耐高低温等特点，广泛应用于日化、食品、医药、生物工程、合成树脂、染料、农药、纺织、涂 料、纤维、石油化工等作为乳化荆和溶剂等。由于经济附加值很高，它不但有极高开发价值，而且愈来愈显
一２６３——
示其发展前景。 １）聚氨酯泡沫工业应用 有机硅表面活性剂广泛应用的一类重要产品是作为聚氨酯泡沫用稳定剂、匀泡剂、随聚氨酯生产的发 展有机硅表面活性剂得到了快速的发展。它在聚氩酯泡沫材料生产过程中的主要功效：（１）改善原料多 之醇与异氰酸酯的相容剂，从而提高混合性与乳化效率；（２）降低体系表面张力。以助泡核形成及气泡发 生；（３）稳定泡沫，防止泡沫合并变太；（４）帮助软质泡诛在生产最后阶段实现泡沫连通化。聚氨酯泡沫稳 定剂国外商品牌号繁多，大致用于聚氨酯软泡、硬泡、半硬泡及高甸弹泡沫等。其分子结构有四种形式：ａ 聚甲基硅氧烷一聚醚共聚物．ｂ．低分子量烷氧基二甲基聚硅氧烷．ｃ低分子量高烷基改性二甲基聚硅氧 烷；ｄ．低分子量二甲基聚硅氧烷。 ２）纤维工业中的应用 有机硅表面活性剂能改良织物的手感，改善织物的润湿性，防止织物带电，提高纤维的吸湿性和平滑 性，同时由于其在纤维工业中又可以作为乳化剂和高温消泡剂。经过有机硅表面括性剂处理过的织物降 低纤维与纤维之间或纤维与人体之间的摩擦力，给人以滑爽柔软的手感，穿着美观舒适。可以达到风格 化、高档化及功能化的质量救果。同时有机硅表面活性剂也可用于织物的防水剂、润滑剂、涂饰剂、防霉剂 和超细纤维上浆剂等。 ３）在涂料方面的应用 用于涂料的硅氧烷表面括性剂通过改变取代基以获得以下一些改性效果：消泡；调节润滑性；提高颜 料在溶液中的稳定性；提高涂料的流动性；改善物质的润湿性。改性基团的位置、结构、大小不同，其改性 产品的性能、用途亦有所不同。如侧链连接的聚醚改性聚硅氧烷可用作烷基树脂、烷基一氨基聚酯树脂混 合物和丙烯酸酯的烤漆中的流动性改善剂及作为木头和家具涂料、防腐涂料、印刷油墨的润滑剂。可作为 涂料中的稳沫剂。乳液稳定剂及可改善耐辐射、耐涂抹性能的印刷调墨剂。 ４）其它 有机硅表面活性剂的工业应用相当广泛，用于乳胶制品及无纺布生产中粘合剂乳胶等的热敏化凝固 剂，对胶乳有非常好的稳定性，且热敏温度（浊点温度）明显。石油工业生产中，用作破乳脱水剂可常温破 乳，且用量少，效能高。在轻工业中，可用于天然皮革滑爽剂、防水剂、光亮剂、皮鞋油抛光剂等的组分；工 业用消泡剂，水溶性脱模剂；造纸工业防粘剂；透明材料表面防雾荆；农药及化肥的分散增效组分；塑料金 属化制品的透明保护涂层；丝稠工艺品的丝线整理剂；玻璃器皿的防雾及着色剂等。 参考文献： ［１］赵陈超．有机硅表面话性荆的结构及其特性．甘肃轻纺科技．１９９４．２
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ｃ．单端型：在聚硅氧烷的一端引入改性取代基。
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ｄ．侧链两端型：在聚硅氧烷的侧链和两端都有改性取代基。
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Ｒ所代表的取代基及赋于的特性列于表１ 表ｌ取代基Ｒ的结构 取代基
者对水稳定．属于非水解型。
聚醚型有机硅表面活性剂最大的特点是它在有机系或在水中均具有优异的表面活性效果。利用聚醚 硅油兼具有水溶性、乳化性、表面活性及生理惰性的特点，将其配人个人保护用品中可以制得无色、无味、 对人体无刺激、不影响皮肤的正常呼吸和发汗的护肤品，它还能使化妆品表面张力下降，有利于在肌肤和 毛发上扩散，拥有保湿性和滞留性，赋予头发以光泽，抗静电，对细菌抑制性好，是极好的化妆品助剂，而且 作用越来越突出，已经成为发展快、很值得重视的一类产品。 改性聚硅氧烷在水相或油相的表面活性取决于改性基团的种类和数量。油溶性聚硅氧烷能改善油和 石蜡的扩散能力，可直接应用到化妆品和护肤品配方中；改性的亲水性聚硅氧烷主要用于香波、泡沫溶液 的配方中。除上述有机硅表面活性剂外，长链烷基改性聚硅氧烷、聚硅氧烷磺酸盐、聚硅氧烷硫代硫酸盐 和胺基硅氧烷等也已用于化妆品。聚硅氧烷表面活性剂在日用化妆品中的作用越来越突出，成为发展较 快、值得重视的一类产品。阳离子、阴离子或非离子型有机硅徽乳液均可用于生产化妆品。 （３）有机硅在化妆品方面的发展动向 寻求具有高效、绿色的表面活性剂新品种一直是有机硅表面括性剂发展的主导方向，而从其分子结构 出发，合成高效、易生物降解的新型有机硅表面活性剂更具有重要的理论和实际意义。 今后有机硅材料在化妆品中的应用趋势将以头发用化妆品为主要目标，特别将向护发膜、二合一洗发 香渡和卫生用品方向发展。今后所开发的新颖有机硅，除保持原有的优异特性外，必须具有附加的特性， 如薄膜形成性、调理性、保湿效果和紫外线吸收能力等各种新的功能。由于臭氧洞扩大而患皮肤癌的危险 性增加．皮肤的防紫外线保护也已成为化妆品的重要课题。紫外线吸收剂通过硅氧烷改性可由固体变为 液体，与各种油剂的分散性、相容性可以提高，添加少量即可发挥最大效果。此外，硅氧烷还具有安全性， 申请药物方面的应用也比较容易获得批准。可以考虑某些有机硅改性产品用作美容化妆品的添加剂。 总之．国内有机硅在化妆品方面的应用正呈上升趋势。可以相信，今后有机硅材料在化妆品中的使用
有机硅表面活性剂的应用
赵成英吴洁王利民（华东理工大学精细化工研究所上海２００２３７）
摘要本文主要介绍了有机硅表面活性剂的特性和分类以厦在化妆品厦其他各个领域的应用。 关键词有机硅表面活性荆硅氧炕应用 化妆品
Ｔｈｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｕｆａｃｔａｎｔｓ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
Ｚｈａｏ Ｃｈｅｎｇｙｉｎｇ，Ｗｕ Ｊｉｅ，Ｗａｎｇ ｂ＇ｍｉｎ
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一２６ｌ—
—Ｓｉ＿＿９—ＣＨ２……
表面活性剂的品种如：
Ｉ
［（ｃＨ３）３ｓｉｏ］，ｓｉ（ｃａ２）３ＮＨ（ｃＨ２）２ⅣＨ２
其中硅氧烷基型有机硅表面活性剂按其结构类型分，又可以分为以下四种类型 ａ侧链型：在聚硅氧烷的侧链引入改性取代基。
ｃＨ剖洲剐｝
ｂ．两端型：在聚硅氧烷的两端引入改性取代基。
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１有机硅表面活性剂的简介”’“
有机硅表面活性剂（简写为ｓｓ
Ｓｉｌｉｃｏｎ
ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ）是一类在商业上有着重要用途的新型表面活性剂。
它的分子结构与一般碳氢表面活性剂相似，都是由亲水基中间连接基和疏水基组成。所不同的是后者疏
水基部分中的碳烃链被告硅烷、硅亚甲基系或含硅氧烷链取代，成为有机硅表面活性剂的疏水基。 有机硅类表面活性剂的历史较短，始于５０年代的Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ公司商品化的产品。当时虽只考虑 在化妆品领域应用，但其后人们发现了它作为聚氨基甲酸酯泡沫塑料用的整泡剂是很有用的产品。有机 硅表面活荆以聚氨基甲酸酯泡沫塑料用的整泡剂为中心，随后在工业上开始普及，近年来有了惊人的发 展，在化妆品，涂料，纤维，机械，塑料等几乎所有的领域都有应用。而且再许多方面，都表现出了普通碳烃 链表面活性剂所不能达到的性能。因此近十几年来，研究和拓展有机硅表面活性剂的结构和应用成为国 内外表面活性剂方面研究的热点，国内外的报道和专利层出不穷。 ２有机硅表面活性剂的特性、结构和分类”’４。““ 有机硅表面活性剂与普通碳烃链表面活性剂一样．分子中都包含有亲水基团和疏水基团。按照亲水 基的结构。对有机硅表面活性剂进行分类： 朋离子有机硅表面活性剂 磺酸盐类 硫酸盐类
３
１有机硅在化妆品领域的应用【７儿ｔｌｏ．圳
（１）有机硅表面活性剂的特性
一２６２—
有机硅是半无机、半有机结构的高分子化台物，在空间上呈现螺旋状结构。这些决定了它具有润滑 性、疏水性、生理惰性、抗紫外线辐射和配伍性等优异的性能。大部分有机硅表面活性剂为聚有机硅氧烷 的改性产品，硅氧烷用于个人护理品有３个突出的地方：ａ润肤作用，即它能赋予皮肤柔软、平滑和有弹 性．ｂ．硅氧烷护肤不会堵塞皮肤表面孔隙，这是许多亲脂性润肤剂所不能的；ｃ．由硅氧烷衍生的乳化剂能 制得真Ｗ／Ｏ乳液、Ｗ／Ｓ（硅氧烷包水）或Ｏ／Ｗ乳液。有机硅表面活性剂用于化妆品中，同样具有以上的 特点。此外有机硅表面活性剂具有比碳烃链表面活性剂低的表面张力，有机硅表面活性剂的生物惰性和 对人体无毒性，为其应用于化妆品中，改善化妆品性能提供了可能。 有机硅表面活性剂在日化行业中为一种用量较大的表面活性剂，可用于各种化妆品，作为乳化剂在香 精、洗发香渡中使用，具有乳化、起泡、分散和增溶的作用，能使香波泡抹丰富，细微稳定，并有抗静电效果。 有机硅表面活性荆对人体元副作用，能在皮肤表面形成脂肪层的保护膜，防止皮肤干燥，是优良的皮肤润 滑剂和保湿剂，特别适用配制面部、眼部化妆品用乳化剂和乳化稳定剂。 迄今，已开发成功可用于化妆品的有机硅产品有：二甲基聚硅氧烷，甲基苯基聚硅氧烷，含氯硅油，环 状聚硅氧烷，甲基聚硅氧烷乳液，聚醚改性硅油，烷基改性硅油，氨基改性硅油，有机硅蜡，硅树脂和有机硅 处理的粉体等系列牌号。 （２）改性硅油在化妆品中的应用 化妆品用有机硅表面活性剂的典型代表是由以二甲基聚硅氧烷作为疏水基，聚氧乙烯以及聚氧丙烯 的聚醚作为亲水基而构成的聚醚改性硅油。聚硅氧烷链段和聚醚链段组合构成各种不同构型的有机硅表 面活性剂，而聚醚链段和和硅氧烷链段之间以Ｓｉ一０一Ｃ型和Ｓｉ—Ｃ型连接，前者不稳定，属于水解型，后