阻燃型有机硅表面活性剂及其应用
含硅表面活性剂的应用及其绿色化发展
聚醚改性有机硅表面活性剂的合成与应用
聚醚改性有机硅表面活性剂的合成与应用聚醚改性有机硅表面活性剂的合成与应用一、引言聚醚改性有机硅表面活性剂，即以聚醚作为改性剂对有机硅表面活性剂进行改性。
其在合成方法和应用领域上具有独特的优势。
本文将从合成方法和应用两个方面进行探讨。
二、合成方法聚醚改性有机硅表面活性剂的合成方法有多种途径，下面将分别介绍两种常用的方法。
1. 高分子加成法该方法主要通过将聚醚分子与有机硅表面活性剂结构上的官能团发生加成反应。
一般情况下，选择具有亲核基团的聚醚与有机硅表面活性剂反应，并通过适当的反应条件控制，可获得聚醚改性有机硅表面活性剂。
该方法适用于终端官能团较多的有机硅表面活性剂。
2. 柔性链接法该方法是将聚醚与有机硅表面活性剂通过柔性链进行连接。
首先，在有机硅表面活性剂的基团上引入反应活性官能团，随后与带有亲核基团的聚醚分子发生反应，通过柔性链的形成，将聚醚与有机硅表面活性剂连接在一起。
该方法适用于终端官能团较少的有机硅表面活性剂。
三、应用领域聚醚改性有机硅表面活性剂具有广泛的应用领域，主要体现在以下几个方面：1. 乳化稳定剂聚醚改性有机硅表面活性剂在乳化过程中能够快速降低表面张力，使液体形成颗粒更小且均匀的乳状液体。
在乳化液体中，聚醚改性有机硅表面活性剂能够形成稳定的乳状结构，提高产品的稳定性和乳化效果。
2. 表面润湿剂聚醚改性有机硅表面活性剂具有优异的表面润湿性能，能够迅速降低液体在固体表面的表面张力，使液体均匀地铺展在固体表面上。
该特性使聚醚改性有机硅表面活性剂广泛应用于涂料、油墨、陶瓷等行业中，改善液体的润湿性和附着性能。
3. 分散剂聚醚改性有机硅表面活性剂能够有效分散具有高分散性的颜料、纤维等颗粒物，防止颗粒聚集、沉降，提高分散体系的稳定性。
因此，在颜料、油墨、色浆等行业中被广泛应用作为分散剂，提高产品的质量。
4. 抗泡剂聚醚改性有机硅表面活性剂具有优异的抗泡性能，能够迅速降低液体中的表面活性剂浓度，从而降低液体的表面张力，抑制气泡的产生和扩散。
农用有机硅表面活性剂的应用
农用有机 硅表 面活性剂 的应用
有机硅表面活性剂作为农药助剂使用始于 ２ 世纪 ６ 年代。它在 国民经济中的应用一 直受到人们 ０ ０ 的关注 。但直 到 ２ ０世纪 ８ ０年代 才 开始在 农业 上进 行商 业性 的推 广使 用 。经室 内广泛 的生化 和 生理测 试及随后的田问试验证实，农用有机硅助剂是防除荆豆草用除草剂草甘磷 的最佳助剂。国内外迄今 已 有 多篇 综述 对有 机硅 表 面活性 剂 的特 性及 其 在农 药 中的应 用进 行 了深 入 的讨论 ，主 要研 究 了有机硅 表
维普资讯
暇 务 有 机 硅 氟 行 业
开 信 息 传 搔 耨 天 地
或间接 出口的监管力度 ，同时通过政策弓导 ，限制低附加值的氢氟酸出 口，鼓励高附加值 的含氟聚合 Ｉ 物出口，有效保护及利用氟资源 。此外 ，按照可持续发展和循环经济理念 的要求，氟化工业应加大萤
筑产品的跨国企业 ，美 国道康宁公司积极参与了不久前在北京举办的第一届中国国际建筑防水技术展 览 会 。并 主 办 了三 场 “ 硅基 类 防水技 术 研讨会 ” 。在 研讨会 上 ，致 力于 有机 硅研 究 的中外专 家结 合最新
开 发 的 Ｚ－６ ０ － ４ ３等产 品，介 绍 了有机 硅 化学 品在 建筑 防水应 用 方面 的 巨大 优势 和突 出效果 ，以具体实 例 分析 了 国际 防水技 术发 展 的趋势 动态 。 ｚ一６ ０ ４ ３是一 种高 纯度 的异 丁基 三 乙氧 基 硅烷 。这种 硅烷 为小 分子 结构 ，施用后会 与 空气及 暴露在
酸性或碱性环境 中的建筑物基底中的水分发生化学反应，生成羟基团。 这些羟基 团与建筑物基底结合 ，
形成斥 水 处理 层 。 由于 碱性 环境 （ 如浇 制不 久 的混凝 土 ）会 刺激 该 反应并 加速 斥水 表 面 的形 成 ，因此 种 产 品尤其适 用于混 凝 土 的表 面 防水 处理 。有机 硅 防水剂 不 同于 普 通 的 防水涂料 ，它 具有 较好 的渗 透性能 ，使用浓度越高渗透力越强 。据测定 ，使用 １０％ Ｏ 浓度的有机硅防水液 ，基材 的渗透深度可达 到 ６ ２ｍｍ； 度为 ４ ％ ， ～１ 浓 ０ 渗透 深 度约 为 ４ ～５ｍｍ； 当浓度仅 为 ５％作 为 喷雾 助剂 、 叶面 吸收 助剂 ，以及针 对除 草剂 、杀 虫剂 、 杀菌 剂 、生长 调节 剂和 叶面施 肥 剂等 领 域 的研 究 。 １作 为 喷雾 改 良剂 Ｖｎ ａｋｎｕｇ曾将 农药 助剂 分 为两大 类 ： 改 良剂 和活化 剂 。 般来 说， ａＶ ｌｅｂ ｒ 喷雾 一 有机硅 表面 活性 剂主要 属 于 喷雾 改 良剂 。 由于 它们 的活 性很 强 ，有 时 也可 用作 活化剂 。使 用有机 硅表 面活 性剂 能提 高 喷雾液 通
有机硅表面活性剂在聚氨酯高回弹泡沫中的应用
有机硅表面活性剂在聚氨酯高回弹泡沫中的应用一、聚氨酯高回弹泡沫1、简介、特点近30年来我国的聚氨酯工业飞速发展，由于聚氨酯材料优良性能，已广泛应用于交通运输、民用家具等领域。
高回弹软质泡沫塑料（又称“HR”泡沫）是聚氨酯泡沫塑料家族中的重要一员，与普通软泡相比，它采用新型的原料和助剂，使泡沫聚合物的化学结构发生变化，因而具有极高的回弹性、显著的舒适性、优良的物理性能和加工性能、良好的透气性及阻燃性，应用也日益广泛，国外称这类泡沫制品是聚醚型一步法工艺后出现的新一代聚氨酯软质泡沫塑料新品种。
2、主要原料和经典配方HR主要原料参考配方13、加工生产近30年来我二、聚氨酯HR用有机硅表面活性剂1、硅油作用在聚氨酯高回弹泡沫塑料的生产中需要加入有机硅表面活性剂（亦称硅油）。
它在发泡过程中的基本作用是：—乳化相容：使多元醇、异氰酸酯等各组分很好的分散。
—稳泡成核：提高发泡稳定性，防止塌泡。
使泡沫细密、稳定。
—开孔性能：在稳定泡沫的基础上破泡，使泡沫具有很好的舒适性。
聚氨酯高回弹泡沫硅油按发泡工艺可分为两大类：模塑高回弹泡沫硅油和普通高回弹硅油。
硅油能调整气泡大小，从而控制泡孔结构。
各组分混合后液体会产生微小的，这些分散均匀的微小气泡就是泡沫形成过程中的成核中心。
经过短时间诱发后，发泡气体开始扩散，进入并扩大细小的气泡，发泡料液逐渐变成乳白状。
主要发泡气体是CO2，是以下发泡反应生成的：2、HR硅油特点近30年来我3、沛西硅油产品特殊性Concentrol公司研发一系列硅油产品，能满足各种高回弹泡沫的生产。
我们也可以根据客户的需求，精确的研发出相应的新产品。
高回弹泡沫生产对硅油性能要求有以下主要几点：1.-拥有宽广范围的添加量，用以调解不同稳泡性和开孔性。
2.-3.-低雾化。
遵循汽车和床垫行业的严格规定，硅油的挥发性必须要尽可能低（低VOC 值）。
三、沛西HR硅油产品信息表在聚氨酯高回弹泡沫塑料的生产中需要加入有机硅表面活性剂（亦称硅油）。
有机硅在石油化工中的应用
有机硅在石油化工中的应用有机硅是指含有硅-碳化合物结构的化合物。
由于其独特的物理和化学性质，有机硅在各个领域都有广泛的应用，尤其在石油化工行业中。
本文将探讨有机硅在石油化工中的应用情况。
一、有机硅在润滑油中的应用有机硅化合物在润滑油中能够增加润滑剂的抗氧化性能、粘附性和高温性能。
在发动机润滑油中添加有机硅衍生物，可以提高发动机的效率和性能，减少摩擦和磨损，并且减少能量损失和碳气化。
目前，有机硅在润滑油中的应用已经成为全球润滑油生产和开发的一个重要方向。
二、有机硅在油田开发中的应用近年来，油田开发中越来越多地使用有机硅化合物。
具有表面活性剂性质的有机硅化合物可以被用作油井渗透剂和油井水分散剂。
它们可以促进油田开发，并提高油井产量。
此外，有机硅化合物还可以在油井热采过程中用于降低高粘度油的黏度，提高采油效率。
三、有机硅在催化剂中的应用有机硅在石油化工中的另一重要应用是作为催化剂。
有机硅可以与铝化合物形成稳定的催化剂，用于裂化、重构和加氢反应。
这些反应是石油精炼和化学品生产中的核心过程，催化剂起到了关键作用。
使用有机硅催化剂可以提高反应效率、降低生产成本并减少环境污染。
四、有机硅在聚合物中的应用有机硅在聚合物中的应用也非常广泛。
有机硅化合物可以与其他化学物质结合形成分子链，从而形成具有独特性质的聚合物。
例如，有机硅可以与丙烯腈反应，得到有机硅改性聚丙烯腈，它具有出色的抗拉强度和耐磨损性。
有机硅改性聚氨酯是一种优异的粘合剂，在建筑和航空航天等领域得到了广泛应用。
总的来说，有机硅在石油化工中有着广泛的应用。
除了本文提到的几个领域，有机硅还可以作为粘合剂、乳化剂、解模剂等等。
尽管有机硅的应用范围广泛，但随着技术的发展，它与其他材料的结合和应用也变得越来越复杂。
未来，研究人员将继续探索有机硅的各种应用方式，并将这种优异表现的化学材料用于更广泛的用途。
有机硅表面活性剂提高农药利用率
其更能起到良好的作用
7
市场现状及发展趋势
有机硅表面活性剂作为农药助剂使用始于20世纪60年代,80年代欧美等国家开始在农业
中进行商业性的推广应用.
我国的有机硅表面活性剂研究起步较晚,产品也比较单一.目前研究工作主要集中在聚氨 酯用匀泡剂方面,如中石化天津分公司研究院、南京金陵石化研究院等.农药助剂用有机
3液滴扩展面积(S)
液滴扩展面积的测定采用积分法。液滴扩展面积直接代表了药液在靶标表面的扩展能力，液 滴扩展面 积大，表明制剂铺展性好。
4.润湿时间(t)
采取帆布片法测定。药液用蒸馏水稀释500倍，测定标准帆布片(21支X 3股X21支X4股帆布， 直 径35 mm的圆片，重量在0．38～0．39 g)在药液表面润湿的时间。润湿时间短，表面
4
制备
有机硅表面活性剂一般是通过硅氢加成反应制得,其生产工艺存在着一定欠缺.在工业 生产中一般以铂异丙醇溶液为催化剂,但其催化效率低、用量大、反应放热剧烈、控 制条件苛刻且容易造成Si—H键的交联,为此需要加入大量苯类溶剂.这不仅污染环境、 影响工人健康、减少了单釜产率,而且这些溶剂都是易燃品,危险性高.目前在工业生产 中以络合物为催化剂,采用无溶剂或低溶剂的聚合方法,并控制反应放热速度.
3
化学结构与性质
有机硅SAA是由聚二甲基硅氧烷和亲水基组成,它还具有比普通SAA更好的表面 活性和易展布性。 这些特性来源于聚二甲基硅氧烷的低表面张力和弱分子间作用力。硅原子在化 合物中处于四面体中心。根据四面体结构,两个甲基垂直于硅与两相邻氧原子连 接的平面上;由于Si-C键键长较大,以至两个非极性的甲基上的三个氢就像撑开的 伞,从而使它具有很好的疏水性。甲基上的三个氢原子由于甲基的旋转占有较大 空间,从而增加了相邻硅氧烷分子之间的距离;分子间作用力与分子间距离的六次 方成反比,故聚二甲基硅氧烷分子间作用力比碳氢化合物要弱得多。因此它的表 面张力比相近摩尔质量的碳氢化合物小,从而使硅氧烷在界面上易展布。
水有机硅表面活性剂在农药中的应用及市场推广
农 用 助剂
有机礁表面活性剡在农药中的应用及ｉ场推广 ｉ ｉ
１ 农用有机硅表面活性剂特 性介绍 ： ．
有 机硅助剂 以其 良好 的农用有机硅助剂具有 良好的展
２ 农用 有机硅 表面活性剂的应用 ： ．
按理 ，表面活性剂直接和农药 原药加工成制剂 ，既
着性 、 渗透性 。 农药 的喷施过程 中具有增效 、 在 省工、 节水 、 可 以节省包装材料又可以省时、省力 。为什么不直接把 省药 的特性 。有机硅农用喷雾助剂既能帮助提高产量 ，又 有机硅助剂和农药原药 配制加 工成农药制剂 ？就 目前的
之 间）很难控制到这个范围。 （６年 ，美国 Ｇ ０ Ｅ公司协
的用水 。这样 既可 以减少浪费 ，又降低 了流失到土壤 和地 助南通江山农化曾试图将农用有机硅助剂添加到 ４ ％的 １ 下水 中的农药量 ，进而减少 了环境 中的农药残 留。在 防治 草甘膦水剂里。据 Ｇ Ｅ公司负责联 系各厂 的技术业务人
并取得初 步的成功 。
５ 较低的扩张性 ，能促使 内吸性杀菌剂和 除草剂通 ．
Байду номын сангаас２ 在地头和农药剂型产品一起混 用喷施 （ 、 现混现用 ） 。
过植物 叶面 的气孔直接扩散到植物叶肉组织里 ，起到 良好 由于农用有机硅助剂特性 以及美 国 Ｇ Ｅ公 司的的大力推
的辅助吸收作用 。
广 ，农用有机硅表面活性剂在地头现混现用这种用法在
．
含有农药 、生 长调节剂和其他化学 品的溶液更容易渗透植 剂的原药在偏碱 情况下极易分解 ，而一些水剂工业生产 物表 面。这种铺展能力意 味着 ，只需很小的喷雾量就 可以 中工艺指标 （ ：４ ％草甘膦水剂 Ｐ 如 １ Ｈ指标在 ４ ．－ ． ０ ８０ 获得理想 的喷雾效果 。在 喷洒农药时 ，可节省多达 ５ ％ ０
有机硅烷的用途
有机硅烷的用途
有机硅烷是一种丰富而实用的有机化合物，在医药、化工、石油等多
个领域都有着各式各样的应用。
一、在药物领域的用途
1. 作为各种抗菌药的基料：有机硅烷可以作为抗菌药的主要原料之一，例如在消毒剂中可以作为重要的原料，常用于滴眼液，洗涤剂，眼药
水等消毒制剂中，能够起到良好的杀菌效果；
2. 作为一种药物载体：有机硅烷可以作为一种药物载体，可以将一些
有效药物进行有效的渗透缓释，常用于护肤品，能够有效的松解皮肤
细胞，减轻皮肤表面角质层，达到良好的护肤作用；
3. 作为保湿剂：有机硅烷具有良好的保湿效果，常用于护肤品，能够
有效的锁住皮肤水分，减少皮肤因受潮而形成粗糙，抗干燥，让皮肤
保持水润细腻；
二、在化工领域的用途
1. 作为阻燃剂：有机硅烷可以用作各类高级尼龙、聚酯纤维的阻燃材料，减少塑料的自燃温度，有效的延缓塑料的自燃；
2. 作为润滑剂：有机硅烷可以用于润滑剂，能够在一定限度内抑制摩
擦力，常用于柴油机润滑油中，能够有效的减少摩擦力；
3. 作为硅橡胶的原料：有机硅烷可以作为合成硅橡胶的重要原料，能
够提高硅橡胶的韧性的抗氧老化性，使其在高温、高压下也不会退化，
从而提高硅橡胶的使用寿命；
三、在石油开采领域的用途
1. 作为油地膜增效剂：有机硅烷可以作为油地膜的增效剂，能够降低油类的渗透率，调节油类的滞膜性能，从而提高资源的采收率；
2. 作为润滑剂：有机硅烷可以作为润滑剂，能够减少润滑剂对油井内管子的摩擦力，保护管子免受损坏，延长井架的使用寿命，从而提高油井收产量；
3. 作为驱油剂：有机硅烷也可以用作驱油剂，能够帮助油井中的上游降低水分、促使原油从砂岩中释放出来，提高原油的采收率；。
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有机硅阻燃剂通过优化分子结构、提升相对分子质量 实现阻燃抑烟目的。当前，凝聚相阻燃机理为阻燃功效发 挥提供有力条件，燃烧状态下生成无机隔氧绝热保护层 （如图3），进而降低毒烟危害。
阻燃型有机硅表面活性剂及其应用
结构 性能 应用
1
阻燃型有机硅表面活性剂的结构
定义：有机硅表面活性剂是以聚二甲基硅氧烷为其疏水 主链，在其中间位或端位连接一个或多个有机硅极性基团 而构成的一类表面活性剂。
图1 聚二甲基硅氧烷
图2 有机硅表面活性剂结构通式
有机硅表面活性剂按其化学结构中亲水基团R的化学性质可分为阴离子 型、阳离子型、非离子型、和两性离子型4大类，其中以非离子型表面活性 剂研究得最多、应用得最广泛。
超润湿性
乳液稳定性
• 超润湿性良好的活性剂当属 三硅氧烷表面活性剂，它在 溶液中具有较高适存性。极 性表面分子在氧键作用下形 成单分子层，构成伸展链， 并在极性表面伫立，这与一 般表面活性剂存在明显差别。 当基团空间位阻变化时，铺 展速度和范围会受到影响， 最终影响极性表面定向效果。
• 一般来说，常规碳氢表面活 性剂在乳液稳定方面的作用 力缺失，借助 AFM 设备观 察界面位置硅表面活性剂力 的作用情况。据研究可知， 聚二甲基硅氧烷自身隔水性 显著，用量增加的同时，在 有机溶剂环境中呈现非溶解
• 因植物表皮普遍存在抗湿润性、负电荷性，将其用 于植物表皮，既能提高药效，又能借助渗透作用将 害虫致死。
• 皮革中添加此类活性剂，既能润滑，又能防水，将 其与 有机硅加脂剂结合，能够适当控制加脂剂用量， 进而缩小皮 革化学品制造成本。
• 聚氨酯泡沫塑料生产环节合理添加有机硅表面活性 剂，能起到稳泡、均泡作用，并在一定程度上提升 表面活性，制造软硬度不等、弹性不等的泡沫。
3
阻燃型有机硅表面活性剂具体应用
日化用品
• 有机硅表面活性剂优点较多，如抗氧化、防水透性、 无 毒等，将其用于日化用品，既能保证皮肤透气效 果，又能带 来安全性和舒适性。
纺织行业
• 纺织纤维在有机硅表面活性剂作用下，呈现效果显 著的杀菌性、抗静电性。
食品、医药行业
• 有效运用有机硅消泡剂能够满足食品药品生产需要， 它以改性聚硅氧烷来消泡、抑泡，且用量小、成本 低、无毒。
图3 有机硅阻燃剂保护层
双-氨丙基聚二甲 基硅氧烷 1%
PEG-12聚二甲基 硅氧烷 4%
其他种类有机硅 13%
氨端聚二甲基硅氧 烷, 9%
聚二甲基硅氧烷醇 16%
聚二甲基 硅氧烷 57%
2
阻燃型有机硅表面活性剂的性质
界面性能
• Si—O 主键具有隔水、隔油 特征，它被称为非水介质。 该活性剂与普通碳氢表面活 性剂存在差异，具体表现在 甲基排列方面，阻燃的有机 硅表面活性剂作用于表面， 张力低至20mN/m，但碳氢 表面活性剂作用下的张力低 至30mN/m。从应用角度来 讲，EO/PO 改性有机硅表面 活性剂在市场上备受欢迎， 当 EO/PO 数值改变，意味 着活性剂性能随之变化，其 数值与亲水性成正比。适当 置入 PO，则聚醚链隔水效果 明显增强。
特性。
活性调节性
• 研究学者以实验分析的方式 观察聚氧乙烯醚三硅氧烷表 面活性剂与二氧化碳融合表 现，基于 EO 数调整改变乳 液存在状态。对此，研究人 员分析基团敏感表现，可通 过增减聚二甲基硅氧烷主链 来调整表面活性。
3
阻燃型有机硅表面活性剂具体应用
发酵工业 农药领域 皮பைடு நூலகம்行业 塑料工业
• 满足亲水性、疏水性需要，非离子型有机硅表面活 性剂在消泡方面发挥显效作用。
机械加工业
• 阻燃型有机硅表面活性剂不以降低表面质量为条件， 它能有效延长产品寿命，并减少环境污染，为机械 自动清洗、便捷维修提供便利。
谢
谢 观
看