聚醚接枝聚二甲基硅氧烷合成及其泡沫消除应用研究.pdf

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化学世界
2015年
聚接枝聚二甲基硅氧烷合成及其泡沫消除应用研究
蔡可而',王严飞2,陆豫2
(1.江西省分析测试研究所,江西南昌330028:2.南昌大学中德联合研究院,江西南昌330047)
摘要:合成了在水系中具有良好分散性、消泡抑泡作用的聚醚接枝聚二甲基硅氧烷。用调聚法从
高含氩聚二甲基硅氧烷制得低含氢聚二甲基硅氧烷,再用端基为烯丙基的崁段聚氧乙媂聚氧丙媂
醚进行硅碳键接枝,从而获得具有良好水分散性和优异的消泡抑泡性能的聚醚接枝聚二甲基硅氧
烷,并测定了所合成产品的离心稳定性、水分散性、浊点、黏度、表面张力、红外光谱及消泡抑泡
性能。
关键词:消泡剂;聚醚改性硅油;含氩硅油
中图分类号:0634.4
文献标志码:A
文章编号:0367-6358(2015)09-0534-05
Study on Syntheses and Defoaming Performance of
Polyether-grafted Polydimethylsiloxane
CAI Ke-erl, WANG Yan-fei. LU Yu
(I. Jiangxi Analysis and Testing Institute, Jiangxi Nanchang 330029, China;
2. Sino-germen Joint Research Institute, Nanchang University, Jiangxi Nanchang 330047, China)
Abstract: Polyether grafted polydimethylsiloxane with excellent dispersity, defoaming and antifoaming
properties in water phase was synthesized. The low hydrogen polydimethylsiloxane made from high hydro
gen polydimethylsiloxane was grafted by the end-allyl group of polyoxyethylene polyoxypropylene block
polyether via telomerization method. The properties of the polyether modified polysiloxanes, such as cen
trifugal stability, water dispersibility, cloud point, viscosity, surface tension, infrared spectrum and de-
foaming and antifoaming properties, were determined
Key words defoamer; polyether modified polysiloxanes; polydimethylsiloxane
聚二甲基硅氧烷具有良好的消泡性能,缺点是得低含氢聚二甲基硅氧烷,再以指定结构的端烯丙
水分散性差,通常用大量的乳化剂改善其水分散性基环氧乙烷环氧丙烷崁段聚醚为之接枝,形成聚醚
能,效率低而成本高。聚醚类消泡剂消泡效果差,但接枝的聚二甲基硅氧烷。该聚合物兼具有水溶性、
耐强酸强碱,水分散性好2。近年来国外采用共聚油溶性、低的表面张力及较高的浊点、耐热耐强酸强
接枝等方法,将聚硅氧烷与聚醚结合起来,制成聚瞇碱,是一种性能良好的消泡剂。
改性的聚二甲基硅氧烷,使得这种聚合物兼具聚醚
实验部分
和硅氧烷的各种性能,耐高温,耐强酸强碱,消泡抑1.1仪器与设备
泡性能优异。
旋转蒸发仪、真空泵、空气压缩机、转子流量计
本文以高含氢聚二甲基硅氧烷,通过调聚法制(气体)(40~160L/h)、磁力搅拌器、离心机、pH
收稿日期:2014-0106;修回日期:2015-08-16
作者简介:蔡可而(1958-),男,高级工程师,硕士;主要从事功能高分子材料的研究和教学工作。*联系人: E- tail: luvs@ hotmail,com
第9期
化学世界
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计、精密恒温水浴、高速分散机、旋转黏度计、表面张结构单元为:
力测定仪、红外光谱仪。
1.2原料与试剂
D=SI-O M=Hac-si-o D=Si-o
高含氢(0.13%)聚二甲基硅氧烷,环四聚二甲
CH
基硅氧烷,六甲基二硅氧烷(江西星火化工厂)。羟
Si—H的含量,即活性氢的含量是决定所接枝
基封端烯丙基环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚(南京钟的聚合物是否具有优良的消泡性能的关键因素之
山石油化工有限公司),氮气(江西特种气体厂)。甲一,含氢量太高,接枝后,会严重影响产物的消泡性
磺酸,碳酸氢钾,甲苯,四氯化碳均为化学试剂
能,含氢量太低,对聚醚类型的选择将十分苛刻,甚
1.3方法
至达不到改善水分散性的目的的。本实验采用调聚
1.3.1低含氢聚二甲基硅氧烷的制备
法得到含氢量合适的含氢聚二甲基硅氧烷,具体方
含氢聚二甲基硅氧烷的结构通式中的M、D、D法如下。
高含氬硅油
三颈瓶
加入CH3SO3H
水浴加热至30℃
雑持0こ.加入 NAHCO水溶液
MM
搅拌20h
三颈烧瓶
水洗
分流斗
减压蒸馏
维持30℃
「水洗掉无机盐
旋转蒸发仪
得低氢硅油
至下层液呈中性
1.3.2含氢聚二甲基硅氧烧的活性氢质量分数测
てUH=[2M(V1ーV。)×1.008]/
定方法
(m×1000)×100%
精确称取0.1000g样品于250mL碘瓶中,加式中:H一活性氢质量分数,%;M一硫代硫酸钠标
入20mL四氯化碳溶解。加人0.2mol/L溴乙酸准溶液摩尔浓度,mol/L;V。,V1ー分别为空白样与
10mL及水0.5mL,摇匀后于暗处静置反应0.5h。试样消耗硫代硫酸钠的体积,mL;m一试样的质
反应完全后,加入10%(质量分数)的碘化钾溶液25量,g。
mL,蒸馏水冲洗瓶口。以淀粉为指示剂,用0.1
我们获得了不同含氢量的低含氢非线性聚二甲
mol/L硫代硫酸钠滴定,溶液由蓝色褪为无色时为基硅氧烷。降氢反应原料用量见表1,合成产物中
终点。同时做空白试验。用下式计算含氢聚二甲基含活性氢0.05%的非线性聚二甲基硅氧烷的相关数
硅氧烷中活性氢的质量分数。
据见表2。
表1降氢反应原料用
高含氢聚二甲基硅氧烷
名称
MM
CF2 $03
结构式相对分子质量活性氢含量
用量
数据或用量
MD14ED'.5M
6918
0.13%
10.00g
12.10g
0.06g
0.03g
4.00
表2合成的低含量硅油产物相关数据
低含氢聚二甲基硅氧烷
HPO
产物质量/g
活性氢含最/g
平均相对分子质量
可能结果式
0.20
22.02
0.05
26315
MD146 D 13.1[TDA0]2.4M
高含氢聚二甲基硅氧烷原料的平均结构式通过式中:r原料