有机硅表面活性剂及其应用
农用有机硅表面活性剂的制备及应用研究新进展
请矗抖２ ， （： － 代爵，１２ １５６ ０ ４ ）９４ ０
ＳＩ Ｉ Ｌ ＣＯＮＥ Ｍ ＡＴ ＥＲＩ ＡＬ
农 用有 机硅 表 面活 性剂 的制备 及应 用研 究 新进展 术
黄 良仙 ，郝丽 芬 ，袁俊敏 ，刘 岳 ，安秋 风
（ 疆 科 技 大 学 ，西 安 ７０ ２ ） 陕 １０ １
Ｒ（ Ｈ３ ：ｉＳ（ Ｈ ）Ｃ Ｈ６ （ ２ Ｃ ）Ｓ ｉＣ ３ ２ ３ Ｏ Ｃ Ｈ Ｏ）Ｚ Ｏ
剂一般 分为非离子 型和离 子型 。
１ １ 非离 子型有机硅 类表面 活性剂 的制备 ．
非离 子型 有 机 硅 类 表 面 活 性 剂 主 要 是 由含 Ｓ Ｈ 的硅氧 烷和含 Ｃ— Ｃ键 的 聚醚在 催 化剂 ｉ 键 —
式 中 ， ｔ ４ ９ ｉ ３ ７ Ｃ ３ Ｒ＝Ｈ， Ｈ ； Ｒ ＝ —Ｃ Ｈ ， —Ｃ Ｈ ， Ｈ ； Ｃ ３ｄ
７ ５ ｌ 。在 Ｎ Ｃ 浓 度 为 ０ ０５ ｍｏ Ｌ的 Ｎ Ｃ ． ，１ ａ１ ．０ ｌ ／ ａＩ
ｌ 农 用有 机 硅表 面 活 性 剂 的制 备
按 亲水基 的化学性质 ，农用有 机硅表 面活性
存在下 通过硅氢 加成反应 制得 ，常用 的催 化剂有
氯铂酸 异 丙 醇 溶液 、铂 配 合 物 （ 二 乙烯 基 四 如 甲基二 硅 氧 烷 合 铂 配 合 物 ，即 Ｋ ｒ ｅ ｔＳ催 化 ａｓ ｄ ｔ 剂 ）等 。 目前 ，市 售 农 药用 有 机 硅 助 剂 大 都 是 非离子型三 硅氧烷表 面活性剂 ，如美 国迈 图高新
水溶 液 中加 入质量 分数为 ０ １％ 的此 类表 面活性 ． 剂 ，其表 面 张 力 为 ２ ． ０ ６—２ ． Ｎ ｍ；该类 表 ３６ｍ ／ 面 活性 剂在很 宽 的 ｐ 值 范 围 （ Ｈ ３～１ ） 内耐水 ２ 解性 好 ¨ Ｍ．Ｄ ｅｔｅ ｎ等人用含 取代基 的 。 ．Ｌ ａ ｒ ｈ ｍａ 含氢 二硅氧烷 Ｒ（ Ｈ ）ＳＯ ｉ Ｃ ）Ｈ 在 氯铂 酸 Ｃ ｉ Ｓ（ Ｈ。 催 化下和烯丙 基聚氧 乙烯醚 反应 ，得 二硅氧烷类 表 面活性剂 ：
有机硅表面活性剂在农药中的应用
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功效 ， 用时 间也 大大延 长 ． 作 张 宇等人研 究 了有机 硅农 药超 润湿 剂 的对农 田的影 响 ， 农 药 中 不 加 有 机 硅 超 润 湿 剂 ， ｌ 在 其 ｄ 和７ ｄ的杀 虫 效 果 分别 为 ４ ． ７ 和 ２ ． ９ ， ７３％ ８ ８ ％ 保 叶效 果 为 ３ ．９ ， 果 较 差 ． 入 ０ １ 有 机 硅 ４６ ％ 效 加 ．％ 超润 湿剂 Ｔ － １ ， Ｃ２ 农药 用量 可减少 ５ ％ ， ０１ ０ 当农 药
合于 不 同结构 、 同用途 的有 机硅 表面 活性剂 ． 不
说 ， 些助 剂可 以使 生长 调节 剂 、 药 和其 他化 学 这 农 品的溶 液更 容易 渗 透 到 植 物 表 面 … ， 种 能 力 表 这
明 ， 需很 少 的喷 雾 量 就 可 以 获得 理 想 的喷 雾 效 只
果． 有机 硅 表面 活 性 剂 比其 他 农 药 用 表 面 活 性 剂
式 中 ： １＝Ｃ Ｈ Ｃ Ｈ Ｏ） （ ３ ６ ６ ２其 中 Ｒ ｎ ２Ｏ（ ２ ４ 。 Ｃ Ｈ Ｏ）Ｒ ；
＝１ ＝３ ａ＝６～９ ｂ＝０～３ ８＋ｂ＝６～９时 性 、 、 、 、
剂 之后 ， 机硅 比常 规 表 面 活性 剂 更 能 降 低 表 面 有 张力 ， 能促 使农 药药 液迅 速在 表 面润湿 ， 渗透 到植 物 的 叶 、 、 的每 一 个 部 位 ， 茎 梗 使农 药发 挥 到最 大
Ｃ Ｈ ３
Ｃ Ｉ
Ｈ
ｌｌ
Ｌ Ｈ Ｃ
ｊＣ Ｈ
ｌ ｌ
０５ ．％有机硅助剂 的溶液表 面张力可 降到 １ Ｎ ｍ， ５ｍ ／
阻燃型有机硅表面活性剂及其应用
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。
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。
农用有机硅助剂应用之一农药加入有机硅表面活性剂可明显提高利用率
农用有机硅助剂应用之一农药加入有机硅表面活性剂可明显提高利用率发布: 2007-11-10 13:41 | 作者: zhangzhiqiang | 来源: 水果邦农药加入有机硅表面活性剂可明显提高利用率以有机硅为主要成分的表面活性剂已广泛应用于日用涤产品，直接加在农药中喷洒，可以明显提高农药有效利率、降低农药投放量，而且可以降低农药药液的表面张力低药液与生物靶标表面的润湿和铺展能力。
我国目前常用农药喷洒表面活性剂多为氮酮表面活性剂。
近年来，科学发现有机硅表面活性剂添加在农药喷洒上，比氮酮表面活剂更能提高农药使用效率、降低农药投放量。
在番茄、甘蓝、油菜、菠菜、大葱、芹菜叶片农药喷洒时添不同品种的表面活性剂表明：１．在农药０．５％甲氨基阿维菌苯甲酸盐乳油２０００倍液加有机硅表面活性剂表面张力为０．０５％；在同样稀释液添加氮酮表面活性剂后，表面张力０．１％。
如果在农药乳油工中已经添加了多种助剂，在使用中继续添加有机硅表面性剂，可以进一步降低药液的表面张力。
２．在农药喷洒中添加有机硅表面活性剂对药液在植物片上接触角大于９０度。
对油菜、番茄、菠菜、芹菜叶片表腊质层较少，容易被润湿，但在甘蓝和大葱叶片表面由于腊质层较厚，接触角为钝角，水滴就很容易滚落。
加氮酮表面活性剂药液在番茄、菠菜和甘蓝叶片上润湿铺展都不如有机硅表面活性剂。
３．在农药使用中添加有机硅表面活性剂能显著增加液滴在植物叶片上的铺展面积，铺展面积增加倍数为１９．６１￣９６．１６倍，显著优于常用的氮酮表面活性剂。
大量应用材料证明：有机硅表面活性剂能显著降低农药的表面张力，降低农药雾滴与作物叶片表面之间的接触角；在作物叶片上具有较好的展布能力；增强了药液在植物体表的润湿性能。
农药雾滴在靶标表面的防治面积也将大幅度增加，因此在农药喷雾中，添加有机硅表面活性剂就可以减少农药的用量，不需要再对作物进行大容量喷雾，单位靶标面积上只需要很少数量的雾滴就能达到防治效果，从而为农药低容量喷雾技术提供了保障，一般可以减少农药投放量的３０％，用水量的５０％。
有机硅表面活性剂
有机硅表面活性剂
有机硅表面活性剂是一种应用广泛的典型非离子型表面活性剂，此类表面活性
剂应用于印刷、护肤品、洗涤剂等多种领域。
由于有机硅表面活性剂具有优异的表面活性、环境安全性、抗乳化、防结垢性
能和低毒性等特性，使其在日用品、农药、精细化工等多个工业领域中仍然具有极其重要的应用价值。
有机硅表面活性剂的科学含义是指一组以矽为主的结构单元构成的聚合物，其
特殊的结构单元使其具有低毒性、不溶于水、紧凑稳定、优异的表面和界面活性能等特性。
由于这类表面活性剂具有低亲水性、良好的乳化性、耐冷性能等特点，因此应
用于各种液体清洗剂中有着十分重要的意义。
在安全、洁净、效率等方面也有着卓越的表现。
有机硅表面活性剂还具有较好的生物解脱性，可以被自然的生物系统安全降解，不会对环境造成污染。
它还能有效的阻止水面上的泡沫，减少空气中的主要有机污染物，这也使其在表面活性产品中占有重要的地位。
从上述内容可以看出，有机硅表面活性剂具有多种优势，广泛应用在各行各业
领域，真可谓是一种极为实用且价值不可估量的产品。
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。
有机硅表面活性剂的特性及在农药中的应用
有机硅 助剂具有 良好 的展着性、渗透性 。 农药的喷施过 在 程 中具有增效、省工、节水 、省 药的特性 。有机硅农 用喷雾助 剂 既能帮助提高产量 ， 又能降低 农药对环境 的不良影 响。 它能 够让 喷洒 的农用化学 品发挥更好的功效 、 铺展 更容易、吸收更 快而不易被冲刷下来 ，具有 “ 耐雨冲刷性”。具体来说 ，这些 助剂可 以使含有农药、 生长 调节剂和其他化学 品的溶液更容易 渗透植物表面。这种铺展能 力意 味着 ， 只需很小 的喷雾量就可 以获得理想 的喷雾效 果。在 了流失到土壤和地下水中 的农药量 ，进而减少 了环境 中的农药残 留 。 Ｊ
（ｈ ｒ ｃ ｆ ｏｌ ｅ Ｊ ｉ ｄｃｌ ｏｌ ｅＪｌ ３ ０ ， ｈｎ ） Ｐ ａｍａｙｏ ｌ ｇ ，ｉｎＭｅ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ，ｉｎ１２ Ｃ ｉａ Ｃ ｅ ｌ ｅ ｉ １ ３
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有机硅表面活性剂及其应用
PPT制作及讲解：姚青林
指导老师：傅志 勇
2
有机硅（silicone），即有机硅化合
物，指硅以原子硅直氧接键与（碳-S原i-0子-S相i-）连为的骨有架机组化合成物的聚硅 氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最 深、应用最广的一类，约占总用量的90%以
如果硅通过氧、硫、氮等上原。 子间接地与碳原子相连，
习惯上也把这类化合物归为有机硅化合物
3
事实上，元素有 机物的定义并不 并不严格
例如，甲硅烷 （SiH4)也被称作 有机硅化合物。
4
以上摘自铁旭红等编《有机化学》
1.什么是表面活性剂 2.表面活性剂的原理 3.表面活性剂的分类
5
6
疏水基团
亲水基团
表面活性剂的分子结构具有两亲性
7
水
水
水
油
水 水
21
聚醚硅油
水溶性 乳化性 表面活性 生理惰性
由二甲基聚硅氧烷作为疏水基 ， 聚氧 乙烯或聚氧丙烯的聚醚作为亲水基
22
护发美发的最佳调理剂
23
稳泡、 匀泡剂
24
(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，防止泡沫合并变大； 4)帮助软质泡诛在生产最后阶段实现泡沫连通化。
耐温特性 • Si－O键键
能大
19
耐候性
低表面张力
• 无双键存 在，因此 不易被紫 外光和臭 氧所分解， 寿命长
• 主链十分 柔顺，分 子间的作 用力比碳 氢化合物 要弱得多
粘温系数小 气体渗透性
高 无毒无味 生理惰性
有机硅表面活性 面活性剂
13
非离子表面活性剂
单硬脂酸甘油酯
脂肪醇聚乙烯醚
14
上图来自王世荣等编《表面活性剂化学》
按亲水基的结构 按疏水基的种类 按分子量大小 按应用功能
15
增溶剂 乳化剂 湿润剂 发泡剂 洗涤剂 分散剂
……
破乳剂 消泡剂
有机硅表面活性剂及其 应用
简
分
特
应
述
类
性
用
16
新型表面 活性剂
与传统表面 活性剂不同
26
谢谢观看 (๑•ㅁ̀ •ฅ́ )
现代化学功能材料研讨
应用化学二班姚青林
27
之处
17
20世纪60年代问世
其亲油基团含有硅烷基链或硅氧 烷基链
类有 机 硅
表 面 活 性 剂 的 分
18
按亲水基 按疏水基
阴离子型 阳离子型 两性型
H H H H HH H H H H H
H C C HC H C C H
H
H
HC H
Si
Si
Si
O
O
HCH
CH H
HCH
HCH
非离子型
硅烷基型
硅氧烷基型
聚氨酯 （PU）泡
沫
有机硅表面活性剂作为叶面助吸收剂
气孔是药剂 进入植物体 的主要途径 之一
有机硅表面活性剂能使药 液的表面张力低于植物叶
表面湿润临界值之下
促使药液由叶气 孔渗透进入表皮
25
在涂料工业中有 机硅涂料流平剂 是涂料生产的主要 添加剂, 可防止涂 面色层不匀, 促进 涂层表面的光滑性 石油开采和生产过 程中，使在用轻有工机业硅中表有机硅表面 面活性剂活对性原剂油可进用行于皮革滑 破乳和脱爽水剂, 、用光量亮少剂和防水剂 , 效率高等的组分
9
按极性基团（亲水基团）的解离性质分类
离 子
1 • 阴离子表面活性剂
型
表 面
2 • 阳离子表面活性剂
活 性
3 • 两性离子表面活性剂
剂
4 非离子型表面活性剂
10
阴离子表面活性剂
硬脂酸（18烷酸）
十二烷基苯磺酸钠
11
阳离子表面活性剂
季铵盐类菜碱型两性表面活性剂