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                                                      非離子超支化有機硅表面活性劑的合成及其潤濕性能研究

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                                                      非離子超支化有機硅表面活性劑的合成及其潤濕性能研究    |    2023-03-17  |   
                                                          瀏覽量:150 | 
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                                                      表面活性劑是一種含有親水段和疏水段的分子。表面活性劑在溶液表面、油水界面或界面狀態上的吸附而影響界面性質,導致應用中出現一系列重要現象。同時,在溶劑或溶液中加入少量表面活性劑,可顯著降低溶液的表面或界面張力,使體系的表面或界面狀態發生明顯變化。由于表面活性劑具有良好的潤濕、分散、乳化、滲透和增溶能力,廣泛應用于紡織、化妝品、皮革制造、合成材料和橡膠工業。潤濕是指在材料表面用溶液取代空氣的過程,潤濕劑是一種可以提高這種替代能力的助劑。在全球可持續發展的戰略下,溶劑型聚氨酯制造的工作環境對操作者來說并不健康。溶劑的持續釋放會破壞自然環境,對人體健康構成威脅。因此,有必要開發水基材料。超支化聚合物具有三維結構、多端官能團、反應活性高等優點。超支化聚合物的研究主要集中在農業、醫藥和化妝品行業。近年來,超支化聚合物在表面活性劑中的應用逐漸引起了眾多研究者的關注。以往的研究主要基于端氨基和羧基超支化聚合物。當合成的表面活性劑溶于水時,分子中的親水性氨基羧基會被電離。這些表面活性劑的表面活性容易受到溶液pH值和離子強度的影響。而對于多羥基非離子型表面活性劑,其應用條件不太嚴格,可廣泛應用于多種條件。

                                                      本研究以端羥基超支化聚合物(HBP-OH)和環氧硅油為原料,采用環氧硅油和自制端羥基超支化聚合物(HBP-OH)合成了非離子超支化有機硅表面活性劑(NHSi)。作者將環氧硅油(n-OH:n-環氧)中HBP-OH的羥基與環氧基的摩爾比從5:1~60:1進行調整,制備了一系列NHSi。采用凝膠滲透色譜(GPC)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、接觸角測量儀、表面張力儀、掃描電鏡(SEM)對HBP-OH和NHSi的結構和性質進行了表征。結果表明,HBP-OH的Mn為340.5,隨著羥基與環氧基的摩爾比增加,-OH的峰值強度增大,將該比例調整為30:1 制成NHSi 水溶液,其最低表面張力為 24.71mN m-1,在玻璃表面添加2% NHSi的水性聚氨酯乳液,其最小水接觸角為14.85o,潤濕實驗表明,NHSi對固定海島超纖維合成材料具有良好的潤濕能力。

                                                      圖. NHSi的合成路線

                                                      文獻來源:Jie Liu, Fei Fei Zhang*, Ying Hu Song, Kun Lv, Ni Zhang and Yan Chun Li. Coatings 2021, 11, 32.

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