硅油及其在日化领域的应用ppt课件
羟基硅油乙烯基硅油PPT课件
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三种方法的比较
化学键的变化不同 平衡化反应: 硅碳键无变化,硅氧键重
新排列组合, M\D\T\Q进行重新组装。 缩合反应: 硅氧键、硅碳键无变化，
H O
S2
S O
O
3
H4
S
i*
S
i*
O
H
O
+ Si
S *i
+
O
S H
2OS3OH
4
S *i* O H + Si OH +
Si OSO3H Si OH
S*i* O S i Si O Si
+ H2SO4 + H2O
* Si OH +
Si OH
* Si O Si
+ H2O
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硅氧烷的平衡化
硅氧烷环体和线型体之间的平衡
反应常伴随水解反应 在合成各种共聚硅油时，平衡化
反应只能得到均聚的产物，而缩 合法产物的结构非常容易控制， 可以得到结构规整的嵌段共聚物
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官能团的缩合
常见硅油合成中的缩合反应
Si OH + HO Si Si OH + RO Si Si OH + H Si
Si OH + Cl Si O
Si OH + R C Si
7
硅油分类
惰性硅油
在使用中一般不参与化学反应 更多的是利用硅油的物理性质，而
不是化学性质 如：甲基硅油、苯基硅油、聚醚硅
油、长烷基硅油、三氟丙基硅 油、乙基硅油等
8
硅油分类
反应性硅油
有明确的反应性基团 在使用中通常参与化学反应 如：羟基硅油、乙烯基硅油、含氢硅
乳化硅油在洗涤剂中的应用工艺
乳化硅油在洗涤剂中的应用工艺微乳液最早由Schulman 和Hoar 在1943年提出，它的理论和应用发展极为迅速， 已经被广泛地应用于三次采油、洗涤去污、催化、化学反应介质和药物传递等领域中。
微乳液通常是由水、油与表面活性剂和中等链长醇混合，能自发地形成透明和半透明的分散体系，也可利用极性非离子表面活性剂在不加醇的条件下得到。
澳达化工的乳化硅油微乳液与普通乳状液相比，具有特殊的性质：界面张力小，通常为10~-5N/m —10~-9N/m;胶束粒子很小，直径约为10nm —100nm;热力学更稳定，能够自发形成，不需要外界提供能量，经高速离心分离不发生分层现象;外观透明或近乎透明。
1.微乳液的形成机理关于微乳液的自发形成，历史上提出了许多理论：如Schulman 和Prince 等的负界面张力理沦、Schulman 与Bowcoff 的双层膜理论、Bobbins 等提出的几何排列理论及Winsor 等发展的R 比理论，在这些理论中以Winsor 的R 比埋论更为完善。
R 比理论从分子间相互作用出发，认为表面活性剂、助表面活性剂、水和油之间存在着相互作用，并定义为R=(Aco —Aoo —Aii)/(Acw —Aww —Ahh)。
式中Aco 和Acw 分别为油、水与表面活性剂之间的内聚能，Aoo 和Aww 分别为油分子之间和水分子之间的内聚能，Aii 为表面活性剂亲油基之间的内聚能，Aww 为表面活性剂亲水基之间的内聚能。
微乳液体系中可以分为4个类型WinsorI 、WinsorII 、WinsorIII 和Winsor Ⅳ。
WilsorI ，R<1，是水包油型微乳液;WinsorII,R>1，是油包水型微乳液;Winsor Ⅲ是I 和II 的中间相，R=1，为中相微乳液，是双连续相结构。
其中WinsorI.Winsor Ⅱ、Winsor Ⅲ为三相体系，在加入合适表面活性剂时可以形成Wirier Ⅳ，为单相体系，是Wirier Ⅲ的特殊形式。
硅油简介
中文名称硅油英文名称Silicone oil中文别名有机硅油; 硬泡硅油; 匀泡剂; 聚硅氧烷英文别名Hard foam silicon (An even vesicant); Hard foam siliconCAS号 63148-62-9分子式C6H18OSi2分子量162.37932熔点-50℃密度0.963闪点300℃水融性PRACTICALLY INSOLUBLE物化性质密度0.963熔点-50°C折射率1.403-1.406闪点300°C水溶性PRACTICALLY INSOLUBLE用途用作高级润滑油、防振油、绝缘油、消泡剂、脱膜剂、擦光剂和真空扩散泵油等安全术语S24/25:;上游八甲基环四硅氧烷、苯基氯硅烷下游硬质聚醚型聚氨酯泡沫塑料、组合聚醚、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯硬质泡沫塑料、软质聚氨酯泡沫塑料、单组分室温硫化硅橡胶、室温硫化甲基硅橡胶(107型)、匀泡剂L108、聚氨酯软泡硅油、硅脂、面膜、硅橡胶粘合剂、结构装配密封剂、硅酮型中空玻璃密封剂、亲水型有机硅织物整理剂分子结构硅油硅油硅油(Silicone oil) ... 乳化硅油. 用于皂基沐浴液。
DC-344. 环状聚二甲基硅氧烷. 195. 在化妆品中与许多组分有高度的相容性，降低产品的粘腻感，作共溶剂、固体粉末分散剂，用于清爽型膏霜、乳液、洗面奶、化妆水、彩妆、香水。
硅油是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。
它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初缩聚环体，环体经裂解、精馏制得低环体，然后把环体、封头剂、催化剂放在一起调聚就可得到各种不同聚合度的混合物，经减压蒸馏除去低沸物就可制得硅油。
目录硅油简介硅油制品及应用对人体的危害假硅油的辨别方法硅油简介硅油制品及应用对人体的危害假硅油的辨别方法化学性质硅油通常只室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品，结构式如下：式中，R为烷基、芳基，R'为烷基、芳基、氢、碳官能基及聚醚链等；X为烷基、芳基、链烯基、氢、羟基、烷氧基、乙酰氧基、氯、碳官能基及聚醚链等；n，m=0、1、2、3…最常用的硅油，有机基团全部为甲基，称甲基硅油。
化妆品用硅油制剂
很好 , 可改善头发化妆品的使用感[4 ] 。为使这 种大粒径的硅油乳液有较好的贮存稳定性 , 乳液 的粒径分布必须窄 , 即平均粒径与最频粒径之比 [ (V) 值 ] 应在 017～113 范围内 。
两相的密度差小 、两种液相间的表面张力 小 、分散相的粒径小或粒径分布窄 , 都可以抑制 上述附聚及排液过程的发生 。 111 O/ W 硅油乳液的配制 11111 用聚氧乙烯烷基酚醚磷酸酯作乳化剂配 制高浓度二甲基硅油乳液[2 ]
聚氧乙烯烷基酚醚磷酸酯分子结构为 :
R
O (C2 H4O) n ·PO (OH) 2
等品种 。这些乳液的制法也是多种多样的 , 但基 本上可分为机械乳化法与乳液聚合法两大类 。 1 机械乳化方法配制硅油乳液
通常 , 硅油乳液按相型分为水包油型 ( O/ W) 和油包水型 ( W/ O) 两大类 , 前者以水为 连续相 , 硅油为分散相 ; 后者以硅油为连续相 , 水为分散相 。化妆品用的硅油乳液除少数为 W/ O 型外 , 大部分为 O/ W 型 。
为调节乳液的粒径及改善稳定性 , 可添加适 量的聚氧乙烯 (30～80) 硬化蓖麻油酯 、聚氧乙 烯 (15～50) 硬脂基醚 、聚氧乙烯 (20～80) 壬 基酚醚 、聚氧乙烯 - 聚氧丙烯嵌段共聚物等非离 子型表面活性剂 ; 还可根据需要 , 添加对羟基苯 甲酸甲酯 、对羟基苯甲酸丙酯等作抗菌剂 , 三乙 醇胺 、柠檬酸等作 p H 调节剂 , 二羟基二苯甲酮 等作 紫 外 线 吸 收 剂 。例 如 : 由 平 均 摩 尔 质 量 120 000 g/ mol 的 二 甲 基 硅 油 45 ( 质 量 份 , 下 同) 、聚氧乙烯 (50) 壬基酚醚磷酸酯 5 份 、聚 氧乙烯 (160) 聚氧丙烯 (30) 共聚物 2 份 、对 羟基苯甲酸甲酯 011 份 、蒸馏水 4719 份配制成 硅油乳液 。将其放入 500 mL 玻璃瓶中 , 密封后 置于 45 ℃恒温箱中 , 60 d 后观察乳液无变化 , 表明贮存稳定性很好 ; 将 4 g 乳液样品 , 用 196 g 水稀释并在 50 r/ min 转速下搅拌 3 min 后移入 玻璃瓶中密封 , 在 45 ℃恒温箱中放置 60 d 后 , 仍是均一的乳液 , 表明稀释稳定性很好 。 11112 用脱水山梨糖醇类表面活性剂作乳化剂 配制粒径分布窄及粒径大的硅油乳液[3 ]
教学课件：有机硅
用途
第三代织物整理剂 消泡剂 洗发水的原料
直至目前，道康宁
一系列的性能优异的非离子有机硅表面活性剂
结 构
疏水基团 亲水基
硅氧烷
聚氧乙烯链、羧基、 酮基、氨基、环氧基等
优 点
低表面张力 高表面活性 优异的润湿性 乳化性 润滑性 生理惰性
化学稳定性 无毒无臭 化学降解 不积累 透气性好 ···
=
×
×
人脸
皮肤反射率 三维形状
光照
细胞外 CD4+T 细胞
第①组 野生小鼠
STAT4
STAT6
TH1
TH2
具视有神正经常脆免弱疫力
639块肌肉
感知运动控制的主要问题
中枢神 经控制
感觉 器官
肌肉 骨骼
外部 环境
• 众多的肢体需要协调控制 • 海量的、模糊的感知信息
206块骨头
试管婴儿的故事
北京大学第三医院 马彩虹
Kiyohiko Takemoto，Masaaki Itano，Hiroaki Segawa
分子式 水性环境中的成膜形态
抗蛋白质的AB型 聚醚改性 聚硅氧烷
Murthy R，Cox C D，Hahn M S
特性
玻璃化转变温度降低 热稳定性增强 在水性环境中聚醚基团铺展于膜表面 抵抗蛋白质的能力得到了很大的提高
分子式
ABA型三嵌段 聚醚改性 聚硅氧烷
Wang A F，Jiang L P，Mao G Z
原子力显微镜观察
有较高的空间排斥力 成膜厚度大
高分子量的梳型表面活性剂则相反
赠送课件：人脸检测
图像空间
人脸
图像空间 = 宇宙 人脸子空间 = 银河系
硅油及改性硅油资料
硅油及改性硅油硅油（silicone）又称为硅酮，学名聚硅氧烷，是指聚二甲基硅氧烷和它的一系列衍生物。
它属于高分子聚合物，是一类无油腻感的合成油和蜡。
在化妆品中，作为一种优质油性原料得到广泛的应用。
它具有优良的物理和化学特性。
1950年，美国道康宁（Dow Corning）公司首先将它应用于化妆品，制造出硅酮擦手霜。
由于这种产品具有良好的护肤、润肤效果，引起了化妆品同行的极大兴趣。
70年代后，硅油在化妆品中的应用得到迅速发展。
硅油经过进一步反应，其聚二甲基硅氧烷中的部分甲基被碳官能基、特殊有机基或聚醚链段取代，可以制得各类改性硅油。
改性硅油既保留了聚二甲基硅氧烷的耐高低温性、憎水性及生理惰性，又赋予其新的特性，如与有机聚合物的相容性、水和醇的溶解性、易乳化性、润滑性、柔软性、吸附性及更优异的表面活性。
现在，硅油几乎可以应用到各类化妆品中，含硅油的化妆品具有以下几方面特性：（一）润滑性能好，涂敷皮肤后能形成一层均匀防水透气保护膜，但又没有任何粘性和油腻的感觉，光泽性好；（二）抗紫外线辐射的性能好。
它在紫外线下不会发生氧化变质从而引起皮肤刺激作用；（三）抗静电性好。
实验表明，擦过含硅油的护肤霜的皮肤静电全部消除，并有明显的除尘效果；（四）透气性好，即使在皮肤上形成硅油膜也不影响汗液的排出。
同时，它对香精具有缓释定香作用，因而保香期较长；（五）稳定性好，化学上表现惰性，对化妆品其它组分，特别是活性成分没有任何不良影响，匹配性好；（六）无毒、无臭、无味，对皮肤不会引起刺激和过敏。
根据硅油的结构及它在化妆品中的应用，硅油可分为以下几类：（一）聚二甲基硅氧烷（Dimethicone）（二）环甲基硅氧烷（Cyclomethicone）或挥发性硅油（D m）（三）聚醚硅氧烷共聚物（Dimethicone Copolyol）或水溶性硅油（四）氨基硅油（五）聚甲基苯基硅氧烷（Phenyldimethicone）（六）乳化硅油（七）硅蜡（八）硅脂和硅膏（九）长链烷基硅油表1是各种聚硅氧烷在化妆品中的特征及应用。
水溶性硅油
硅油的用途
（如有需要请联系原文发布者）
硅油参数
外观：浅黄色透明液体
粘度(25℃,）:100～3000CS
密度(25℃,g/cm 3): 1.01～1.03
折光率(25℃）:1.440～1.450
水溶性：溶解
硅油性能及用途：
1、硅油可用于绝缘油，润滑油，阻尼油，防震油，消泡剂，脱模剂。
硅油为反应活性的非离子型表面活性剂，溶于水、醇、芳香烃、酒精、丙酮等。
本品无毒、无腐蚀、不污染环境。
2、硅油能以水溶液形式单独用于织物或加入树脂整理工作浴中。
它适用于各种纤维织物，例如聚酯、尼龙、棉、涤棉、羊毛、人造丝等，能显著改善织物手感，抗静电，并可加强耐洗性和抗污性。
3、硅油可广泛用于日用化学品中，如各种膏剂、乳剂和洗发香波等。
用含本品的香波洗过的头发松、软、富有光泽，可梳性好。
4、硅油还可用于制革行业，是高级皮革滑爽剂和涂饰剂的主要成份。
它赋于各种天然革面滑爽、光亮、柔软和舒适的手感等性能。
5、硅油还是各种涂料的优良添加剂，可提高涂料的流平性，使涂面
平滑、光亮，硅油亦可作塑料添加剂和脱模剂等。
硅油特点：
油无味无毒，具有生理惰性，良好的化学稳定性，电绝缘性和耐候性，粘度范围广，凝固点低，闪点高，疏水性能好，并具有很高的抗剪能力，可在-50—180度温度内长期使用。
硅油包装和贮运：
硅油以50L塑料桶包装（50kg/桶），注意防潮、放酸碱，储存期一年，超期如分析合格仍可使用。
本品为非危险品，可安全储运。
有机硅油的四大用途
今天，上微博，看到一个客户的@，他提出一个问题是关于有机硅油的用途的问题，我们公司的技术人员，在微博上，及时回了客户，现将问题解答整理如下：
1、用作绝缘、润滑、防震、防尘油、介电液和热载体。
2、用作消泡、脱膜、油漆和日用化妆品的添加剂。
3、用于缝纫线的处理，增加润滑，能在高速缝纫机上不断线。
4、用于织物的柔软整理，增加织物的润滑性，增加织物的滑爽感、丰满度和弹性。
甲基硅油广泛用于电子电器、建筑材料、电机制造、交通运输、石油化工、纺织、印染、制线、各种涤纶及涤棉、涤人棉纺织物提高滑挺弹度的后整理以及医药卫生、航空科研和军事技术等领域。
以上就是有机硅油的用途的问题的解答整理。
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一、有机硅的发展
19世纪60年代
有机硅化合物出现及其化学研究的开
——20世纪30年代末 始。
1938年—— 1970年 1970年——至今
有机硅化学基础理论和工业化合成、 材料加工方法和应用技术的创立，有 机硅产业的形成、壮大。
有机硅和聚合物合成、产品制造工艺、 应用技术不断创新、应用领域拓展， 有机硅化学及其材料领域飞速发展
5
2.硅油的结构特点
①Si—O偶极间的相互 ③原补旋子Si偿结间-O，构的键使。距的得离键S长长i—，、O使键呈得角螺聚较硅大， 氧具O零柔键②硅外S用烷有，顺i—旋每氧，力类很所O转个链起小高大以链所螺节着，分的聚之需环组屏表子自硅间的由成蔽面化由氧的能，作张6合度烷个相量甲 用 力物，主左互几基，小原围链右作乎向使。子绕十为间分Si-
6
3.硅油的基本结构
结构特点一：化学键
硅氧硅键(Si-O-Si) 硅碳键(Si-C) 硅氧键 (Si-O-R) 硅氢键 (Si-H) 其他有机基团成键
如：C-C,C=C,C-N, C-O-C
耐热性、阻燃性、抗氧化 性、耐电晕、耐电弧性、 耐辐照性、介电性、耐候 性
表面活性、疏水性、脱模 性、消泡性
耐寒性、可压缩性、低蒸 气压、生理惰性
7
3.硅油的基本结构
结构特点二：有四种基本单元
M
D
T
Q
C
C
C
O
C Si O O Si O O Si O O Si O
C
C
O
O
结构特点三：硅甲基不可缺少
甲基硅碳键是最稳定的硅碳键
硅甲基的存在赋予硅油独特的性能
H
各种硅油都是甲基硅油的衍生物
衍生硅油用甲基以外的基团命名
4
二、硅油
1、定义：
硅油是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。 它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初缩聚环体，环体经裂 解、精馏制得低环体，然后把环体、封头剂、催化剂放在一 起调聚就可得到各种不同聚合度的混合物，经减压蒸馏除去 低沸物就可制得硅油。
硅油一般是无色（或淡黄色），无味、无毒、不易挥发的液 体。具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰 性和较小的表面张力，此外还具有低的粘温系数、较高的抗压 缩性，有的品种还具有耐辐射的性能。
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5.硅油的特性
高粘度硅油
滑爽性
柔软性
吸湿 排汗性
亲水性硅油
氨基硅油
蓬松性
低粘度硅油
Moustafa M. G. et al. Carbohydr. Polym. 2011, 86(2): 625-629
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6.硅油乳液
硅油乳液是重要的有机硅产品之一。
乳液：两种不混溶的液体，其中一种以细小的形态而稳定地分散 在另一种中液体中。可由硅油、水和乳化剂混合后经高速搅 拌、机械乳化 制得，也可由乳液聚合方法直接制得，乳液聚合 法发展较晚，由此方法制得的有机硅乳液比机械乳化法分散性、 乳化性更好。
H CH Si
8
硅油分子量与粘度表面张力的关系
表面张力 mN/m
35 34 33 32 31 30 29 28分子量
6500
硅油分子量与表面张力的关系
硅油1 硅油2 硅油3 硅油4
7500
研究表明，随着硅油分子量的增加，其粘度增大，其水溶液的表面张 力也在增大这是因为在表面活性剂水溶液中，表面张力的降低是依靠疏水 基团占据溶液表面，从而使得表面张力降低。随着硅油分子量的增大，分 子链也变长，聚硅氧烷在水溶液的表面就不容易定向排列，导致表面张力 下降趋势减弱，水溶液的表面张力变大。
0.25-0.1 0.1-0.06
<0.06
颜色
乳白 兰白 半透明 透明
氨基硅油乳液粒径分布
嵌段硅油乳液粒径分布
嵌段型聚硅氧烷织物整理剂的制备及应用. 李洁. 2013.华东理工大1学3
7.硅油乳液乳液分类
按照聚硅氧烷的种类分为三种：
（1）非活性聚硅氧烷类 最典型的代表是聚二甲基硅氧烷，硅原子上所连地全为非活性 的甲基它不能自身交联，也不能参与反应。
有机硅的分类
消泡剂、润滑剂、脱 模剂、防黏剂、抛光 1 表面处理剂等应用于 化妆品、润滑油、平 滑油、涂料等行
优异的热氧化稳定 性、耐候性、电绝 2 缘性以及防黏脱模 剂被广泛应用于涂 料、粘结剂、模塑 料等领域
4 玻璃纤维表面处理、 无机填料的表面处 理、密封剂、粘结 剂等
有机硅
分为高温硫化硅橡胶和 室温硫化硅橡胶，其应 用制品在航空航天、电 子电器、机械制造、医 3 疗卫生等领域广泛应用
（2）活性聚硅氧烷类 如聚甲基氢硅氧烷、羟基硅油等，其中的活性基团可以参与反 应，可以形成网络状的大分子。
（3）改性聚硅氧烷类 即改性硅油乳液，如环氧改性硅油、羟基改性硅油、氨基改性 硅油、聚 醚改性硅油、羧基改性硅油等。改性硅油的有机官 能团能够参与反应，同时，赋予乳液特定的功能。
14
8.硅油乳液的发展
2
1938-1970年有机硅领域创新工作
硅氢加成反应催化剂发明 和碳官能团有机硅化合 物合成方法的建立
Rochow发明直接法合成 有机硅单体
硅烷偶联 剂合成和应用
有机硅氧烷环体开环聚 方法合成硅橡胶
创新
气相白炭黑的制造 及在有机硅材料 中应用
有机硅单体缩聚反应 制备有机硅高分子材 料产业化和应用
3
从硅油乳液作为织物柔软剂的发展来看硅油乳液类型的发展历程
第一代有机硅织物柔软剂： 硅油分子中没有反应基团，使用之前要将其制 成稳定乳液，手感、耐洗性和弹性均较差。
第二代有机硅织物柔软剂： 含氢硅油中含有高反应活性的Si-H键，在整理过 程中将相互交联形成网状结构，具有良好的柔软 性，赋予织物弹性和高抗皱性。
聚醚改性聚硅氧烷结构控制及其构效关系研究.余琼.2006. 浙江9 大学
4.硅油的分类
惰性硅油
在使用中一般不参与化学反应 更多的是利用硅油的物理性质，而不是化学性质
如：甲基硅油、苯基硅油、聚醚硅油、长烷基硅油、乙基 硅油等
反应性硅油
有明确的反应性基团 在使用中通常参与化学反应
如：羟基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、氨基硅油、巯基硅油等
油
水 （乳化前） 分层的两相
油滴被如乳化剂 分子包围并分散 在水里
（乳化后）
连续相和分散相在乳化剂作用下相容
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硅油乳液粒径及分布
乳液粒径及粒径分布是聚合物乳液的重要技术指标，其数值大 小，对乳液的性能，如乳液的颜色、涂膜的光泽、聚合物的粘 接力等产生直接影响。
粒径分布与外观
粒径，(m) >0.25