Minyak silikon termodifikasi polieter, juga dikenal sebagai polisiloksan termodifikasi polieter, adalah jenis minyak silikon termodifikasi yang paling banyak diproduksi dan banyak digunakan di industri organosilikon. Karena struktur molekulnya mengandung gugus hidrofobik dan hidrofilik, minyak silikon termodifikasi polieter menunjukkan sifat surfaktan.
Jenis struktural minyak silikon polieter
(1) Tipe rantai samping (tipe yang paling umum)
(2) Tipe-dua ujung
(3) Rantai samping, tipe-dua ujung
(4) Tipe-satu ujung
Pada satuan polieter C2H4O)a(C3H6O)bR terdapat keseimbangan antara hidrofilisitas dan hidrofobisitas antara a dan b.
Untuk mempertahankan aktivitas permukaannya, rasio b/(a+b) umumnya dikontrol antara 0,2 dan 0,8. Artinya, jika b/(a+b) kurang dari 0,2, hidrofilisitasnya kuat, dan nilai keseimbangan hidrofilik-lipofilik (HLB) besar; ketika b/(a+b) lebih besar dari 0,8, hidrofobisitasnya kuat, dan nilai HLBnya kecil. Massa molar rata-rata segmen polieter umumnya dikontrol antara 500 dan 5000 g·mol⁻¹. Di bawah 500 g·mol⁻¹, aktivitas permukaan tidak dapat sepenuhnya terwujud, sedangkan di atas 5000 g·mol⁻¹, viskositasnya terlalu tinggi, sehingga menyebabkan dispersibilitasnya buruk.
Area aplikasi minyak silikon polieter
Satu. Penstabil busa poliuretan
Juga dikenal sebagai perata busa.
Dalam formulasi bahan busa poliuretan, jumlah penambahannya adalah 0,5%~2,0% poliol. Ini memiliki empat fungsi:
1. Bertindak sebagai pengemulsi selama pencampuran senyawa.
Bahan baku utama, polieter poliol, memiliki kompatibilitas yang buruk dengan isosianat. Gugus hidrofobik dari minyak silikon polieter-yang termodifikasi larut dalam isosianat, sedangkan gugus hidrofilik larut dalam polieter poliol, sehingga membantu dalam pencampuran dan emulsifikasi kedua komponen. Hal ini memungkinkan reaksi dimulai secara bersamaan di seluruh sistem.
2. Ini memfasilitasi pembentukan gelembung dan homogenisasi.
Ini menurunkan tegangan permukaan sistem reaksi, memungkinkan udara menyebar dalam sistem sebagai gelembung halus yang seragam, membentuk inti gelembung kecil. Karbon dioksida yang dihasilkan dalam sistem reaksi dan gas yang dihasilkan oleh bahan pembusa dengan mudah memasuki inti gelembung untuk membentuk gelembung, dan tegangan permukaan sistem yang rendah saat ini kondusif untuk pertumbuhan gelembung.
3. Menstabilkan gelembung.
Sebelum viskositas sistem mencapai tingkat tertentu, inti gelembung-film cair yang terbentuk sangat tipis. Karena drainase, penggabungan, dan benturan mekanis, dinding gelembung dapat pecah. Pada titik ini, minyak silikon polieter-yang dimodifikasi dapat menstabilkan inti gelembung melalui efek Gibbs-Marangoni, yang secara efektif mengurangi kebocoran dari dinding gelembung dan mencegah penggabungan gelembung. Selain itu, sifat nonionik minyak silikon termodifikasi -polieter dapat mengurangi gaya van der Waals antara dua permukaan film pada antarmuka gas-cair, dan juga berkontribusi terhadap stabilitas gelembung.
4. Tahap akhir pembentukan busa fleksibel poliuretan adalah interkoneksi inti gelembung.
Sebelum inti gelembung mengembang sepenuhnya, inti gelembung tersebut merupakan polihedra tertutup dalam sistem reaksi. Tepat sebelum gelasi terjadi, kenaikan suhu dan peningkatan tekanan internal dapat menyebabkan dinding inti gelembung pecah dan membuka pori-pori. Peran minyak silikon polieter-yang dimodifikasi adalah untuk menstabilkan lapisan film dinding selama fase viskositas rendah dan memungkinkan lapisan film mencapai ketebalan kritis untuk membuka pori-pori, sehingga menciptakan kondisi untuk pembukaan akhir.
Minyak silikon-polieter yang dimodifikasi adalah penstabil paling efektif dalam satu-langkah produksi busa fleksibel poliuretan.
Minyak silikon termodifikasi-polieter yang digunakan dalam bahan busa kaku memiliki massa molar yang lebih rendah daripada yang digunakan dalam bahan busa fleksibel, rasio C2H4O terhadap C3H6O yang lebih besar di segmen polieter, dan titik awan yang lebih tinggi.
Bahan busa kaku menggunakan berbagai macam bahan mentah, termasuk polieter poliol dan isosianat, sehingga menghasilkan formulasi busa yang beragam. Selain itu, untuk mengaktifkan-pembuatan busa di lokasi, produk tersebut biasanya diproduksi dalam bentuk-campuran dua komponen, sehingga memerlukan-penyimpanan jangka panjang. Oleh karena itu, penstabil busa harus berupa minyak silikon non-polieter ionik-yang dimodifikasi, umumnya ditambahkan dengan perbandingan 0,5 hingga 1,5 bagian polieter poliol dengan 100 bagian polieter poliol. Formulasi pembusaan disesuaikan dengan kondisi pembusaan.
Pada bahan busa semi-kaku, stabilisator mencegah penyusutan gelembung dan mengatur ukuran gelembung.
Busa poliuretan-ketahanan tinggi memiliki viskositas tinggi dan tingkat ikatan silang yang rendah karena penggunaan poliol hidroksi -yang sangat reaktif dan suhu pengawetan yang lebih rendah, membuat gelembung mudah distabilkan. Oleh karena itu, stabilisator dengan berat molekul lebih rendah dan efek stabilisasi yang lebih rendah harus dipilih, seperti minyak silikon termodifikasi-berat molekul-berat molekul-rendah. Penggunaan polieter busa fleksibel untuk tujuan umum-minyak silikon yang dimodifikasi dapat menyebabkan stabilisasi busa yang berlebihan, mengurangi konektivitas busa, dan pada akhirnya, penyusutan busa.
Minyak silikon polieter-yang dimodifikasi digunakan sebagai penstabil busa poliuretan. Busa tersebut harus bebas dari gugus Si-H, karena keberadaan sisa gugus Si-H akan mempengaruhi ukuran mikropori dan keseragaman busa.
Dua. Bahan Baku Kosmetik
Minyak silikon yang dimodifikasi-polieter mudah larut dalam alkohol dan air, dan juga mudah dipadukan dengan bahan kosmetik lainnya.
Bila ditambahkan sebesar 0,15% hingga 5%, dapat mengurangi tegangan permukaan formulasi kosmetik, mendorong difusi kosmetik ke permukaan kulit atau rambut.
Ini banyak digunakan dalam sampo, kondisioner, mousse, produk perawatan kulit, produk cukur, antiperspiran, parfum, sabun, dan kosmetik warna. Menambahkan sedikit minyak silikon polieter-yang dimodifikasi ke formulasi rambut dapat memberikan kilau, kemudahan pengelolaan, kehalusan, sifat antistatis, dan rasa nyaman pada rambut.
Polieter-varietas termodifikasi dengan nilai HLB lebih rendah dapat digunakan sebagai pengemulsi dalam sistem kompleks minyak silikon. Misalnya, dalam formulasi krim perawatan kulit, penggunaan minyak silikon termodifikasi-polieter sebagai pengemulsi dapat mengemulsi minyak metil silikon dengan viskositas-rendah dengan air untuk membentuk sistem dispersi yang stabil. Formulasi ini tidak-menyebabkan iritasi pada kulit dan aman digunakan.
Jenis minyak silikon termodifikasi polieter-ini dapat dibuat melalui reaksi hidrosililasi minyak silikon dimetil dengan gugus terminal Si-H dan polieter yang diakhiri alil-.
Tiga. Aditif pelapis
1. Pencegah busa
Minyak silikon termodifikasi-polieter mudah teremulsi dalam air dan merupakan komponen utama dari pencegah busa yang dapat mengemulsi sendiri. Minyak silikon yang dimodifikasi polieter-kehilangan kelarutannya dalam air dan menunjukkan sifat penghilang busa di atas suhu titik awannya.
Pencegah busa yang diformulasikan dengan minyak silikon yang dimodifikasi-polieter menunjukkan ketahanan panas dan stabilitas mekanis yang baik, serta tahan terhadap asam, basa, dan garam anorganik, sehingga cocok untuk penghilang busa dalam kondisi yang sulit.
Contoh penghilangan busa mencakup-proses pewarnaan suhu tinggi untuk kain poliester, penghilangan busa dalam sistem desulfurisasi larutan air dietanolamina, dan penghilangan busa pada berbagai minyak, cairan pemotongan, antibeku, dan sistem lainnya.
Khususnya dalam industri percetakan, setelah pembuatan pelat resin fotosensitif, larutan berair kuat yang mengandung garam alkali anorganik seperti natrium borat dan surfaktan digunakan untuk membersihkan resin yang tidak diawetkan. Busa yang dihasilkan oleh larutan pencuci dengan gaya geser yang tinggi sangat mempengaruhi efisiensi pembersihan. Minyak silikon yang dimodifikasi polieter-adalah penghilang busa yang sangat cocok. Jika pencegah busa yang diformulasikan dengan minyak silikon dimetil biasa digunakan, efek penghilang busa akan berkurang pada gaya geser yang berkepanjangan, menyebabkan pembentukan busa dan meninggalkan residu minyak silikon dimetil pada pelat, sehingga mempengaruhi kualitas pelat.
2. Minyak silikon-polieter yang dimodifikasi adalah bahan perata utama dan bahan slip dalam pelapis berbahan dasar air-.
3. Minyak silikon polieter-yang dimodifikasi dengan gugus epoksi di ujung rantai polieter dapat meningkatkan kemampuan pelapisan ulang lapisan yang sama dan meningkatkan ketahanan lapisan terhadap air panas, uap, dan goresan. Mereka dapat dibuat dengan reaksi hidrosilasi polieter dengan gugus alil di satu ujung dan gugus epoksi di ujung lainnya dengan Si-H-yang mengandung poliorganosiloksan.
Empat. Agen Pembasah Pestisida
Polieter bermassa molar rendah-minyak silikon termodifikasi dapat mengurangi tegangan permukaan larutan berairnya secara signifikan. Bila digunakan sebagai bahan pembasah pestisida, dapat meningkatkan daya rekat pestisida pada daun tanaman pada cuaca hujan dan mengurangi jumlah pestisida yang digunakan.
Lima. Pengubah Resin
Segmen polieter dalam molekul minyak silikon polieter-yang dimodifikasi dapat meningkatkan kompatibilitasnya dengan resin, membentuk dispersi seragam dalam resin, meningkatkan fluiditas resin selama peleburan, meningkatkan pelumasan antara logam dan plastik, dan secara signifikan meningkatkan kemampuan ekstrusi plastik.
Hal ini juga dapat mendorong pembentukan dispersi mikro-bahan anorganik dalam plastik, terutama efek dispersi titanium dioksida, kalsium karbonat, dll.
Namun, minyak silikon termodifikasi polieter-konvensional biasanya mengandung 1% hingga 20% sisa senyawa polieter berdasarkan massa, yang dapat memengaruhi kekuatan mekanik dan sifat pengembangan pelarut pada resin yang dimodifikasi. Solusinya adalah dengan menggunakan polieter alil tunggal-berakhir dengan massa molar lebih kecil untuk menjalani reaksi hidrosilasi dengan metil hidrogen-yang mengandung minyak silikon, lalu menguapkan polieter yang tidak bereaksi dari polieter-minyak silikon termodifikasi yang dihasilkan dalam kondisi vakum tinggi.
Enam. Agen finishing kain
Tekstil yang terbuat dari serat sintetis atau kapas menunjukkan hidrofobisitas yang kuat setelah pemrosesan resin, sedangkan finishing dengan minyak silikon yang dimodifikasi polieter-dapat memberikan hidrofilisitas, penyerapan keringat, dan sifat antistatis.
Jika daya tahan diperlukan, segmen hidrofobik dari molekul minyak silikon-polieter yang dimodifikasi dapat diganti dengan gugus Si-H atau gugus alkoksi.
Jika diperlukan kelembutan dan kehalusan, segmen hidrofobik dapat diganti dengan gugus organosilikon yang dimodifikasi-epoksi atau-amino{1}}yang dimodifikasi.
Tujuh. Digunakan dalam formulasi zat pelepas berbasis air-
Dispersi berair dari minyak silikon termodifikasi polieter-dengan titik awan 25 derajat ~50 derajat dapat digunakan sebagai bahan pelepas untuk pencetakan busa poliuretan dan pencetakan injeksi.
Dispersi berair dari minyak silikon termodifikasi polieter-dan asam perfluoroalkil fosfat dapat digunakan sebagai zat pelepas untuk pencetakan resin epoksi.
Dispersi berair dari minyak silikon termodifikasi polieter-dan minyak silikon dimetil dapat digunakan sebagai zat pelepas untuk pencetakan dan pemrosesan plastik, karet, produk kertas, dan produk logam.
DELAPAN. Pemeka panas lateks
Pemeka panas lateks adalah bahan pembentuk gel yang cocok digunakan dengan lateks.
Ketika bahan pembentuk gel ini ditambahkan ke lateks, bahan ini relatif stabil pada suhu kamar; namun, bila suhu naik hingga nilai tertentu, lateks akan cepat mengeras, dan jenis lateks ini disebut lateks-yang peka terhadap panas.
Penggunaan minyak silikon yang dimodifikasi-polieter sebagai pemeka panas untuk lateks karet alam dan sintetis menghasilkan lateks yang sangat stabil di bawah suhu titik awannya, sehingga memberikan umur simpan yang lama; ketika dipanaskan sampai suhu titik awan, lateks mengeras dengan cepat dengan kisaran suhu yang kecil, dan gel yang dipadatkan menunjukkan sifat yang sangat baik.
Lateks-peka panas yang diformulasikan dengan minyak silikon-polieter yang dimodifikasi banyak digunakan sebagai perekat untuk kain bukan-tenun dan kain dasar kulit buatan.
