纺织上氨基改性硅油的合成及乳化

式中 : m 为试样的质量 , g; V1 为消耗盐酸标准溶液的体 积 , mL; V0 为空白样消耗盐酸标准溶液的体积 , mL; C为标准 盐酸溶液的摩尔浓度 , mol/L;
验中 ,真空度对氨基硅油的合成的影响不是很大 ,那是因为 合成比较彻底 ,剩下的低沸点物质很少的缘故 。
2. 2. 4 其它影响合成的因素
[关键词 ]氨基改性硅油 ;微乳液
Study on Prepara tion of Am ino - m od if ied S ilicone O il Applied to Fabr ic and Its Em ulsion
Chen Xiulin ( Guangzhou J inzhujiang Chem ical L td, Guangzhou 510370, China)
KOH浓度 / % 1
5
10 20 40
表 1 不同浓度的催化剂对氨基改性硅油的合成结果
140
分层 ,下层乳白色不透明 , 约占 1 /10
温度 / ℃
150
160
分层 , 下层白色不透明 , 约 分层 ,下层浅黄色不 透明 ,
占 1 /10
约占 1 /10
分层 ,下层乳白色不透明 , 分层 ,下层浅黄色不透 明 , 分层 ,下层浅黄色不 透明 ,
Abstract: A series of Am ino - modified silicone oils have been synthesized by D4 and Am inoethyl am inop ropyl di2 methoxy - methylsiloxane, w ith the catalyst KOH of various concetrations in various reation temperatures. W e emulsified them by MOA - 4 and TX - 10 and compared their appearance, softeness, viscosity, Am ino - modifed silicone oil con2 tent, amnio equivalent, stabilityy and other p roperties. Then we can get the op timum condition for p reparing Am ino modified silicone oil and its emulsion.
[收稿日期 ]2005 - 09 - 02 [作者简介 ]陈秀林 ,大学本科 ,化工助理工程师 ,从事技术改造工作 。
2005年第 9期
广 东 化 工
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1. 2 实验仪器
三口烧瓶 ;温度计 ;恒温装置 ;真空泵 ;搅拌器 ;滴液漏 斗。
1. 3 实验药品
D4 (八甲基环四硅氧烷 ) ;氨基偶联剂 (氨丙基氨乙基二 甲氧基硅烷 ) ; MOA - 4 (脂肪醇聚氧乙烯醚 ) ; Tx - 10 (壬基 酚聚 氧 乙 烯 醚 ) KOH; HCl; 丙 酮 ; 异 丙 醇 ; 硬 酯 酸 ; HAC; M gCl2。
2. 3 氨基硅油的测定
用 40% KOH作为催化剂 ,在不同原料配比 ,不同的温度
下合成的硅油 ,其氨值如下表 :
表 4 不同条件下合成的硅油氨值 m mol·g- 1
偶联剂含量
温度 / ℃
140
150
160
170
3
0. 494
0. 534
0. 550
0. 562
6
0. 859
0. 826
0. 941
(2)多次加料法 :把 D4、催化剂先加到三口烧瓶中搅拌 并加热一段时间 ,再把氨基偶联剂滴加进去 。本文通过试验 发现 ,用多次加料法 ,合成的氨基硅油能乳化成透明 、稳定的 微乳液 ,因此 ,决定采用多次加料法来制备氨基硅油 。
具体的 步 骤 : 在 三 口 烧 瓶 中 依 次 加 入 一 定 量 的 D4、 KOH,在搅拌下加热到实验选定的温度 ,合成 2. 5 ～3h,然后 加快搅拌 ,用滴液漏斗滴进氨基偶联剂 ,再聚合 2～3h,在一 定的温度下抽真空 ,冷却后把 pH 调到 5～6,即得到氨基改 性硅油 。
定性等比较 , 发 现 当 氨 基 偶 联 剂 的 浓 度 为 9%时 , 只 有 在
当硅油合成完毕时 ,一般会有少量的低沸点物质留在
140℃时 ,合成的高氨值有机硅油透明 ,稳定性好 。所以 ,可 硅油里 ,因此 ,可 以 通 过 在 一 定 的 温 度 下 抽 真 空 处 理 , 抽
以下结论 :在本配比下 ,用 D4 和氨基偶联剂为原料合成氨基 改性硅油 , 140℃为最合适的合成温度 。
1. 030
9
1. 368
1. 376
1. 378
1. 381
从表 4可以看出 ,在同一温度下 ,氨值随着氨基偶联剂 的量而递增 ;加入等量的氨基偶联剂 ,在 140 ～170℃中 ,氨 值随着温度升高而递增 。 2. 3. 2 硅油含量的测定
2. 3. 1 氨基硅油的氨值的测定
(1)步骤 : 准 确 称 取 试 样 14 ～16g, 置 于 烧 杯 中 , 加 入
1. 4 测试仪器
离心分离机 ;真空烘箱 ;粘度计 ; pH计 ;分析天平 。
2 结果与讨论
2. 1 合成方法的选择
合成氨基硅油加料的方法有两种 : (1)按照合成氨基硅油的传统方法 ,把 D4、催化剂和氨 基偶联剂一次性加入到三口烧瓶中 ,搅拌并加热一定的时 间 ,称为一次加料法 。本文通过多次试验发现 ,采用一次加 料法来合成氨基改性硅油时 ,产品分层 ,不能制得氨基硅油 。
140 38. 2 39. 1 39. 4
合成温度 / ℃
150
160
39. 6
40. 2
40. 1
45. 0
42. 0
51. 2
170 40. 5 42. 1 60. 3
由上表可以看出 ,在比例相同的原料下合成硅油 ,真空 度随着温度的升高而加大 ;在同一合成温度下 ,真空度随着 氨基偶联剂的含量的增大而加大 ,但不明显 。所以 ,在本实
氨值是单位 ( g)氨基硅油所含氨基的毫摩尔数 (mmol/ 30mL异丙醇 ,用玻璃棒搅拌破乳 。静置分层 ,等分层清楚
g) ,可用 1克的硅油消耗 1mol/L 的 HCl的体积的毫升数来 后 ,小心倾去水和醇层 ,加入适量丙酮 ,稍加搅拌立即倾去丙
稳定 。
层 ,稳定 。
稳定 。
1 /2,不稳定 。
橙色澄清透明液 , 不分层 , 稳定 。
橙色液 ,分层 ,不稳定 。
橙色悬浮液 , 不分层 , 不稳 橙清色悬浮液 , 不分层 , 不
定。
稳定 。
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广 东 化 工
2005年第 9期
通过对乳化后的氨基硅油微乳液的颜色 、分层情况 、稳 2. 2. 3 真空度对合成硅油的影响
最好 。 2. 2. 2 温度对合成硅油的影响
制备氨基硅油适宜的温度为 80～200℃,温度过低时 ,反 应速度缓慢 ,过高的反应温度容易引起体系的色泽加深 ,硅 油柔软效果降低 。因此 ,本实验选取在 140～170℃下合成氨 基硅油 。本文采用浓度为 40%的 KOH 为催化剂 ,不同的温 度下合成氨基改性硅油 ,其实验制得的硅油乳化成微乳液的 结果如下表所示 :
约占 1 /9
约占 1 /9
约占 2 /9
分层 ,下层浅黄色不透明 , 约占 1 /7
不分层 ,乳白色胶状 不分层 ,乳白色透明胶状
分层 ,下层浅黄色不透 明 , 约占 1 /7
不分层 ,乳白色胶状 不分层 ,乳白色透明胶状
分层 ,下层浅黄色不 透明 , 约占 1 /7
不分层 ,浅黄色胶状 不分层 ,白色透明胶状
170
分层 ,下层浅黄色不透明 , 约占 1 /10
分层 ,下层浅黄色不透明 , 约占 2 /9
分层 色胶状 不分层 ,白色透明胶状
从表 1可以看出 ,用 1% ～10%的 KOH 作催化剂 ,合成 的产品分成两层 ,硅油只占一小部分 ,显然是由于催化剂的 量不够 ,只能使部分的 D4 和氨基偶联剂聚合 。采用 20%的 KOH时 ,合成的硅油不分层 ,但是在乳化后不能得到透明的 微浮液 。而用 KOH的浓度为 40%时 ,得到的硅油用同样配 比的乳化剂 ,同样的温度下制得的氨基改性硅油透明 ,不分 层 ,耐热稳定性好 ,在 M gCl2 溶液中稳定性好等特点 。因此 , 在本文中 ,选用浓度为 40%的 KOH 对合成氨基硅油的效果
本文用 KOH作为催化剂 ,用国内生产的乳化剂进行复 配 ,用一般搅拌装置进行乳化 ,能制得透明 ,稳定的氨基改性 有机硅油微乳液 ,并且对实验方法 ,乳化剂的选择和复配 ,催 化剂用量 ,合成温度 ,真空度及 pH等主要因素进行了初步的 探讨 。
1 实验部分
1. 1 基本原理
D4 在 KOH作用下开环 : 氨基偶联剂在 KOH作用下水解并与 D4 的开环产物聚合 :
2. 2 反应条件的选择
2. 2. 1 催化剂用量对硅油合成的影响 适合于氨基硅油制备反应的催化剂有 M e4NOH、醇钠 、
碱金属氢氧化物等 。本实验采用 KOH ,考虑到 KOH为固体 , 直接加进体系溶解困难 ,因此 ,适宜先溶于水配成溶液再加 入反应体系中 。本文用 3%的氨基偶联剂 , 96%的 D4 和 1% 浓度为 1% KOH、5% KOH、10% KOH、20% KOH、40% KOH 等 一系列不同浓度的催化剂对氨基改性硅油的合成结果如下 表所示 :
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2005年第 9期
纺织上氨基改性硅油的合成及乳化
陈秀林
( 广州市金珠江化学有限公司 ,广东 广州 510370)