摘要：介紹了道康寧公司的非離子型有機(jī)硅表面活性劑的定義，親水親油平衡值的定義及測(cè)試方法及乳液類(lèi)型。
表面活性劑是精細(xì)化工產(chǎn)品，與有機(jī)硅一樣素有“工業(yè)味精”之稱(chēng)?表面活性劑具有潤(rùn)濕、乳化、分散、增溶、發(fā)泡、消泡、洗滌、保濕、潤(rùn)滑、柔軟、憎水、殺菌、抗靜電、防惰蝕等一系列優(yōu)良性能。它可滲透到一切經(jīng)濟(jì)技術(shù)部門(mén)，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能降耗、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率起到非常大的作用。
表面活性劑種類(lèi)繁多，品種在萬(wàn)種以上。而有機(jī)硅表面活性劑是一個(gè)較新的品種，它是精細(xì)化工產(chǎn)品中的精品。在20世紀(jì)80年代前道康寧就開(kāi)發(fā)出有機(jī)硅表面活性劑DC一190、193和3225C。以后圈內(nèi)晨光化工研究院也開(kāi)發(fā)類(lèi)似的產(chǎn)品水溶性硅油和CGF系列產(chǎn)品，作為第三代織物整理劑、消泡劑和洗發(fā)水的原料。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著工業(yè)技術(shù)向高精尖發(fā)展，對(duì)表面活性劑的需求量增大。因此，新型的有機(jī)硅表面活性劑逐漸在市場(chǎng)上嶄露頭角。直至目前道康寧已經(jīng)開(kāi)發(fā)一系列的性能優(yōu)異的非離子有機(jī)硅表面活性刺，將在以后的文字巾介紹給大家。
l有機(jī)硅表面活性劑的定義
在20℃時(shí)，水的表面張力為72．75mN／m。將不同性質(zhì)的物質(zhì)溶于水時(shí)，發(fā)現(xiàn)水的表面張力會(huì)發(fā)生變化。表面張力隨著物質(zhì)的濃度增加，有升、逐步下降和急速下降三類(lèi)情況第三類(lèi)情況的物質(zhì)則定義為表面活性劑。例如道康寧公司的Sylgard@309，當(dāng)它的水溶液濃度分別為0．0001％、0．001％和0．01％時(shí)它的表面張力分別為55mN／m、37．6mN／m和23．7mN／m，表面張力急速下降。但當(dāng)濃度為0．1％和1％時(shí)它的表面張力就為22mN／m和21mN／m(見(jiàn)圖1)。這完全符合第三類(lèi)張力物質(zhì)的情況、能著降低溶劑(一般指水)表面張力和液一液界面張力的物質(zhì)被稱(chēng)為表面活性劑。所有的表面活性劑都是由極性的親水基團(tuán)和非極性的親油基團(tuán)組成。表面活性劑依據(jù)親水基同的結(jié)構(gòu)，分為陽(yáng)離子型、陰離子型、兩性型和非離子型。
以硅氧烷為疏水基團(tuán)，聚氧乙烯鏈、羧基、酮基、氨基、環(huán)氧基等其它極性基團(tuán)為親水基構(gòu)成的表面活性劑就稱(chēng)為有機(jī)硅表面活性劑。由于有機(jī)硅分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)使它具備很多其它有機(jī)基所不具備的特性，如低表面張力(由圖1可見(jiàn)，Sylgard309有機(jī)硅表面活性劑的表面張力低于其它非離子表面活性劑)、高表面活性(與氟表面活性劑相當(dāng))、優(yōu)異的潤(rùn)濕性、乳化性、潤(rùn)滑性、生理惰性、化學(xué)穩(wěn)定性、無(wú)毒無(wú)臭、化學(xué)降解、不積累、透氣性好等優(yōu)點(diǎn)，因此用途極其泛，可用于纖維、織物(包括非紡織物)及皮革的防水、柔軟、平滑整理和處理；用于采礦、采油、化學(xué)處理、塑料和橡膠生產(chǎn)及金屬加工等工業(yè)用途；用于個(gè)人防護(hù)用品及汽車(chē)美容保養(yǎng)；用于農(nóng)用化學(xué)品等等。根據(jù)親水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)，它也分為陽(yáng)離子型、陰離子型、兩性型和非離子。
2親水親油平衡值HLB
要了解表面活性劑，親水親油平衡值(HLB)這一概念必須要懂得。
1949年，葛利芬(W．C．Griifn)最先提出HLB的定義：親水親油平衡(HLB)是分子中親油和親水的這兩個(gè)相反的基的大小和力量的平衡’。為了方便起見(jiàn)，他對(duì)于親油基和親水基實(shí)際作用的平衡結(jié)果，以一個(gè)數(shù)字來(lái)表示分子是親油的還是親水的，及其和水或油的親和程度。
葛利芬是將各種表面活性劑的HLB值確定為一個(gè)相對(duì)值，而不是絕對(duì)值。這和元素的相對(duì)原子量一樣，是一個(gè)任意指定數(shù)，它表示各原子問(wèn)相互的質(zhì)量關(guān)系，如過(guò)去曾經(jīng)規(guī)定H的原子量為1．0000，以此為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)，其它元素原子量是與氫原子量之比，即為該元素的相對(duì)原子量。現(xiàn)在則以C=12．0000為標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)改變，其它元素的相對(duì)原子量也隨之改變。但各元素間質(zhì)量比例關(guān)系在測(cè)量精確度之內(nèi)是不變的。HLB值是指定數(shù)，其意義也與此相仿。它反映的是表面活性劑分子中兩種結(jié)構(gòu)基的大小和力量平衡后的相互關(guān)系。
現(xiàn)規(guī)定石蠟的HLB值=0，油酸的HLB值=1，油酸鉀的HLB值=20，十二烷基硫酸鈉的HLB值=40為標(biāo)準(zhǔn)。其它表面活性劑的HLB值通過(guò)乳化試驗(yàn)對(duì)比其乳化效果，分別排列于1～40之間。非離子表面活性劑的HLB值是處于1～20之問(wèn)，陰離子和陽(yáng)離子表面活性劑的HLB值處在1～40之間。由此可知，HLB值越大表示它越親水，反之，HLB值越小表示越親油。
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