摘要:介紹了道康寧公司的非離子型有機硅表面活性劑的定義,親水親油平衡值的定義及測試方法及乳液類型。
表面活性劑是精細化工產品,與有機硅一樣素有“工業味精”之稱?表面活性劑具有潤濕、乳化、分散、增溶、發泡、消泡、洗滌、保濕、潤滑、柔軟、憎水、殺菌、抗靜電、防惰蝕等一系列優良性能。它可滲透到一切經濟技術部門,為提高產品質量、節能降耗、提高勞動生產率起到非常大的作用。
表面活性劑種類繁多,品種在萬種以上。而有機硅表面活性劑是一個較新的品種,它是精細化工產品中的精品。在20世紀80年代前道康寧就開發出有機硅表面活性劑DC一190、193和3225C。以后圈內晨光化工研究院也開發類似的產品水溶性硅油和CGF系列產品,作為第三代織物整理劑、消泡劑和洗發水的原料。進入21世紀,隨著工業技術向高精尖發展,對表面活性劑的需求量增大。因此,新型的有機硅表面活性劑逐漸在市場上嶄露頭角。直至目前道康寧已經開發一系列的性能優異的非離子有機硅表面活性刺,將在以后的文字巾介紹給大家。
l有機硅表面活性劑的定義
在20℃時,水的表面張力為72.75mN/m。將不同性質的物質溶于水時,發現水的表面張力會發生變化。表面張力隨著物質的濃度增加,有升、逐步下降和急速下降三類情況第三類情況的物質則定義為表面活性劑。例如道康寧公司的Sylgard@309,當它的水溶液濃度分別為0.0001%、0.001%和0.01%時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。但當濃度為0.1%和1%時它的表面張力就為22mN/m和21mN/m(見圖1)。這完全符合第三類張力物質的情況、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被稱為表面活性劑。所有的表面活性劑都是由極性的親水基團和非極性的親油基團組成。表面活性劑依據親水基同的結構,分為陽離子型、陰離子型、兩性型和非離子型。

以硅氧烷為疏水基團,聚氧乙烯鏈、羧基、酮基、氨基、環氧基等其它極性基團為親水基構成的表面活性劑就稱為有機硅表面活性劑。由于有機硅分子結構的特點使它具備很多其它有機基所不具備的特性,如低表面張力(由圖1可見,Sylgard309有機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)、優異的潤濕性、乳化性、潤滑性、生理惰性、化學穩定性、無毒無臭、化學降解、不積累、透氣性好等優點,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、化學處理、塑料和橡膠生產及金屬加工等工業用途;用于個人防護用品及汽車美容保養;用于農用化學品等等。根據親水基團的結構,它也分為陽離子型、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相反的基的大小和力量的平衡’。為了方便起見,他對于親油基和親水基實際作用的平衡結果,以一個數字來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值確定為一個相對值,而不是絕對值。這和元素的相對原子量一樣,是一個任意指定數,它表示各原子問相互的質量關系,如過去曾經規定H的原子量為1.0000,以此為標準數,其它元素原子量是與氫原子量之比,即為該元素的相對原子量?,F在則以C=12.0000為標準。標準數改變,其它元素的相對原子量也隨之改變。但各元素間質量比例關系在測量精確度之內是不變的。HLB值是指定數,其意義也與此相仿。它反映的是表面活性劑分子中兩種結構基的大小和力量平衡后的相互關系。
現規定石蠟的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為標準。其它表面活性劑的HLB值通過乳化試驗對比其乳化效果,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,陰離子和陽離子表面活性劑的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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