不同结构聚醚改性硅油消泡剂的制备

在工业生产和日常生活中,泡沫往往会带来不利影响,需要消除泡沫,添加消泡剂是普遍使用的方法.聚醚改性有机硅消泡剂是近几年来发展较快的一类消泡剂.聚醚改性有机硅由亲水性的聚醚和疏水性的聚硅氧烷构成,不仅具有耐热性、低表面张力、抗静电等特性,还具有平滑性、无生理毒性、抗老化等优点.聚醚改性有机硅有Si—O—C型和Si—C型2种结构,前者抗水解性差,易水解;后者水解稳定性好,是聚醚改性硅油的主要品种.对于单一聚醚改性硅油的合成及性能研究已有报道,但由于只选用了一种聚醚改性,在表面张力和浊点性能方面有所限制.本文同时将2种不同结构的聚醚接枝到聚硅氧烷结构上,得到Si—C型改性硅油,改善了单一聚醚改性有机硅消泡剂的性能。

1、 试验

1.1 试剂与仪器

试剂:烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚(工业级, 杭州迪维莱贸易有限公司),烯丙醇聚醚(工业级,扬州晨化科技有限公司),含氢硅油(PMHS,活性氢摩尔分数0.18%,实验室自制[13]),异丙醇(化学纯,西安化学试剂厂),氯铂酸(分析纯,江苏省常熟市常宏贵金属有限公司),聚醚消泡剂GPE、有机硅消泡剂X-100F、有机硅消泡剂SAG(西安三业精细化工有限责任公司).仪器:WMZK-01型温度指示控制仪(上海华辰医用仪表有限公司),GG-17型旋转蒸发仪(上海予华仪器设备有限公司),HARKE-A型表面张力仪(北京哈科实验仪器公司),DVANCEⅢ400 MHz型核磁共振波谱仪、VECTOR-22型傅里叶红外光谱仪(德国BRUK?ER公司).

1.2 合成

在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三口烧瓶中,以异丙醇作溶剂,加入计量的含氢硅油、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚和烯丙醇聚醚,加热至95 ℃,恒温加入计量的氯铂酸催化剂,搅拌7 h,体系经减压蒸馏除去异丙醇得到淡黄色透明液体,即不同结构聚醚改性硅油,记为AAMS.

反应方程式如下:

1.3 测试

红外光谱:用傅里叶红外光谱仪进行测定,液膜法制样,即产物在KBr压片上涂一层膜制样.

核磁共振氢谱:产物经减压蒸馏提纯后,用核磁共振波谱仪进行测定,溶剂为CDCl3,内标为四甲基硅烷(TMS).

含氢量:硅氢键与溴在酸性条件下反应生成溴化氢;过量的溴与碘化钾反应,将其氧化成碘;析出的碘用硫代硫酸钠滴定.精确称取样品0.2 g,置于250 mL碘量瓶中,加入20 mL CCl4 溶解,加入10 mL 浓度为0.2mol/L的溴-乙酸溶液,摇匀,在25 ℃下静置1 h.加入10%的KI 25 mL,用去离子水冲洗瓶口,用0.1 mol/LNa2S2O3进行滴定,以淀粉为指示剂.

Si-H转化率：

转化率=（反应前的含氢量-反应后的含氢量）/反应前的含氢量*100%

表面张力:将AAMS 在室温下配成质量浓度为0.08 g/L的水溶液,用表面张力仪进行测定.

浊点:按照GB/T 5559-2010《环氧乙烷型及环氧乙烷-环氧丙烷嵌段聚合型非离子表面活性剂浊点的测定》,将AAMS配成质量分数为1%的水溶液进行测定.

消抑泡性能:配制质量分数为1%的十二烷基苯磺酸钠水溶液200 mL作为起泡液,用质量分数10%的消泡剂溶液1 mL测定消抑泡性能.当循环鼓泡仪中泡沫高度升至800 mL时停止鼓泡,加入消泡剂溶液并开始计时,记录泡沫降到200 mL刻度处的时间作为消泡时间,重新鼓泡记录泡沫再次升至800 mL刻度处的时间作为抑泡时间.