שמן סיליקון שונה בפוליאתר, הידוע גם בשם פוליאתר שונה פוליסילוקסן, הוא הסוג המיוצר והנפוץ ביותר של שמן סיליקון שונה בתעשיית הסיליקון האורגני. מכיוון שהמבנה המולקולרי שלו מכיל הן קבוצות הידרופוביות והן קבוצות הידרופיליות, שמן סיליקון שעבר שינוי בפוליאתר מציג תכונות פעילי שטח.
סוגים מבניים של שמן סיליקון פוליאתר
(1) סוג שרשרת צד (הסוג הנפוץ ביותר)
(2) סוג שני-קצה
(3) שרשרת צדדית, סוג דו-קצה
(4) סוג קצה אחד-
ביחידת הפוליאתרים C2H4O)a(C3H6O)bR קיים איזון בין הידרופיליות והידרופוביות בין a ל-b.
כדי לשמור על פעילות פני השטח שלו, היחס של b/(a+b) נשלט בדרך כלל בין 0.2 ל-0.8. כלומר, כאשר b/(a+b) קטן מ-0.2, ההידרופיליות חזקה, והערך ההידרופילי-ליפופילי (HLB) גדול; כאשר b/(a+b) גדול מ-0.8, ההידרופוביות חזקה, וערך HLB קטן. המסה המולרית הממוצעת של מקטעי הפוליאתר נשלטת בדרך כלל בין 500 ל-5000 גרם · מול⁻¹. מתחת ל-500 g·mol⁻¹, פעילות פני השטח לא יכולה להתממש במלואה, בעוד שמעל 5000 g·mol⁻¹, הצמיגות גבוהה מדי, מה שמוביל לפיזור לקוי.
אזורי יישום של שמן סיליקון פוליאתר
אֶחָד. מייצב קצף פוליאוריטן
ידוע גם כמפלס קצף.
בניסוח של חומרי קצף פוליאוריטן, כמות התוספת היא 0.5% ~ 2.0% מהפוליול. יש לו ארבע פונקציות:
1. הוא פועל כמתחלב במהלך ערבוב התרכובת.
לחומר הגלם העיקרי, פוליאתר פוליאול, יש תאימות ירודה עם איזוציאנט. הקבוצות ההידרופוביות של שמן הסיליקון המותאם הפוליאתר- מסיסות באיזוציאנט, בעוד שהקבוצות ההידרופיליות מסיסות בפוליאתר פוליאול, ובכך מסייעות בערבוב ובתחליב של שני הרכיבים. זה מאפשר לתגובה להתחיל בו זמנית בכל המערכת כולה.
2. זה מקל על היווצרות בועות והומוגניות.
הוא מוריד את מתח הפנים של מערכת התגובה, ומאפשר לאוויר להתפזר במערכת כבועות אחידות ועדינות, היוצרות גרעיני בועות זעירות. הפחמן הדו חמצני המיוצר במערכת התגובה והגז שנוצר על ידי הגורם המקציף נכנסים בקלות לגרעיני הבועות ליצירת בועות, ומתח הפנים הנמוך של המערכת בשלב זה תורם לצמיחת בועות.
3. זה מייצב את הבועות.
לפני שצמיגות המערכת מגיעה לרמה מסוימת, הסרט הנוזל של -הבועה שנוצר הוא דק מאוד. עקב ניקוז, התלכדות והשפעה מכנית, קירות הבועות עלולים להיקרע. בשלב זה, שמן סיליקון שונה מפוליאתר- יכול לייצב את גרעיני הבועות באמצעות אפקט המרנגוני של Gibbs-, להפחית ביעילות את הדליפה מדפנות הבועות ולמנוע התלכדות בועות. יתר על כן, האופי הלא-יוני של שמן סיליקון פוליאתרי- יכול להפחית את כוחות ואן דר וואלס בין שני משטחי הסרט בממשק הנוזל-, גם תורם ליציבות הבועות.
4. השלב האחרון של היווצרות קצף גמיש פוליאוריטן הוא החיבור בין ליבות הבועות.
לפני שליבות הבועות התרחבו במלואן, הן סגורות פולי-הדרות במערכת התגובה. רגע לפני שמתרחשת ג'ל, הטמפרטורה העולה והלחץ הפנימי המוגבר עלולים לגרום לדפנות ליבת הבועות להיקרע ולפתוח נקבוביות. תפקידו של שמן סיליקון פוליאתר- הוא לייצב את סרט הקיר בשלב הצמיגות הנמוכה ולאפשר לסרט להגיע לעובי הקריטי לפתיחת נקבוביות, ובכך ליצור תנאים לפתיחה הסופית.
שמן סיליקון פוליאתרי-הוא המייצב היעיל ביותר בייצור-שלב אחד של קצף גמיש פוליאוריטן.
לשמן הסיליקון הפוליאתרי-המשתנה המשמש בחומרי קצף קשיחים יש מסה מולרית נמוכה מזו המשמשת בחומרי קצף גמישים, יחס C2H4O ל-C3H6O גדול יותר במקטעי הפוליאתר ונקודת עננות גבוהה יותר.
חומרי קצף קשיחים משתמשים במגוון רחב של חומרי גלם, כולל פוליאולים פוליאתרים ואיזוציאנטים, וכתוצאה מכך נוצרים ניסוחים מגוונים להקצפה. יתר על כן, כדי לאפשר-הקצף באתר, הם מיוצרים בדרך כלל בצורת תערובת של שני-רכיבים, הדורשים אחסון לטווח ארוך-. לכן, מייצב הקצף חייב להיות שמן סיליקון לא-יוני פוליאתר-, המוסף בדרך כלל ביחס של 0.5 עד 1.5 חלקים פוליאתר פוליאול ל-100 חלקים פוליאתר פוליאול. תכשיר ההקצפה מותאם בהתאם לתנאי ההקצפה.
בחומרי קצף חצי-קשיחים, מייצבים מונעים כיווץ בועות ומווסתים את גודל הבועות.
לקצף פוליאוריטן בעל גמישות גבוהה- יש צמיגות גבוהה ודרגת הצלבה נמוכה עקב השימוש בפוליולים -הידרוקסיים תגובתיים מאוד וטמפרטורות ריפוי נמוכות יותר, מה שגורם לבועות להתייצב בקלות. לכן, יש לבחור מייצבים בעלי משקל מולקולרי נמוך יותר והשפעות מייצבות פחותות, כגון שמני סיליקון-מולקולריים-בעלי משקל נמוך יותר-. שימוש בשמני סיליקון משופרים-למטרות כלליות בפוליאתר קצף גמיש- עלול להוביל לייצוב מוגזם של קצף, קישוריות קצף מופחתת, ובסופו של דבר, להתכווצות הקצף.
שמן סיליקון שונה מפוליאתר- משמש כמייצב לקצף פוליאוריטן. חשוב מאוד שהוא יהיה נקי מקבוצות Si-H, שכן נוכחותן של קבוצות Si-H שיוריות תשפיע על גודל המיקרו-נקביות ועל אחידות הקצף.
דוּ. חומרי גלם קוסמטיים
שמן סיליקון פוליאתר- מסיס בקלות באלכוהול ובמים, והוא גם תואם בקלות עם מרכיבים קוסמטיים אחרים.
בתוספת של 0.15% עד 5%, זה יכול להפחית את מתח הפנים של תכשירים קוסמטיים, לקדם את פיזור של מוצרי קוסמטיקה על פני העור או השיער.
הוא נמצא בשימוש נרחב בשמפו, מרככים, מוסים, מוצרי טיפוח לעור, מוצרי גילוח, אנטי-פרספירנטים, בשמים, סבונים וקוסמטיקה צבעונית. הוספת כמות קטנה של שמן סיליקון שונה-לפורמולציות לשיער יכולה להעניק ברק, יכולת ניהול, חלקות, תכונות אנטי-סטטיות ותחושה נעימה לשיער.
ניתן להשתמש בסוגי פוליאתר-מתוונים עם ערכי HLB נמוכים יותר כחומר מתחלב במערכות מורכבות של שמן סיליקון. לדוגמה, בפורמולציות של קרם לטיפוח העור, שימוש בשמן סיליקון שונה בפוליאתר-כחומר מתחלב יכול לחלל שמן סיליקון מתיל-בצמיגות נמוכה עם מים כדי ליצור מערכת פיזור יציבה. ניסוח זה אינו-מעצבן את העור ובטוח לשימוש.
ניתן להכין סוג זה של שמן סיליקון פוליאתרי-על ידי תגובת הידרוסיליציה של שמן סיליקון דימתיל עם קבוצה סופנית של Si-H ופוליאתר עם סיומת אלילי-.
שְׁלוֹשָׁה. תוספי ציפוי
1. מסירי קצף
שמן סיליקון שעבר שינוי בפוליאתר- מתחלב בקלות במים ומהווה מרכיב עיקרי במסרי קצף-עצמיים. שמן סיליקון פוליאתר-מאבד את מסיסותו במים ומציג תכונות מסירות קצף מעל טמפרטורת נקודת העננים שלו.
מסירי קצף המנוסחים עם שמן סיליקון שונה-מפגינים עמידות טובה בחום ויציבות מכנית, ועמידים בפני חומצות, אלקליות ומלחים אנאורגניים, מה שהופך אותם למתאימים להסרת קצף בתנאים קשים.
דוגמאות להסרת קצף כוללות תהליכי צביעה-בטמפרטורה גבוהה עבור בדי פוליאסטר, הסרת קצף במערכות הסרת גופרית בתמיסה מימית של דיאתנולמין, והסרת קצף בשמנים שונים, נוזלי חיתוך, אנטיפריז ומערכות אחרות.
במיוחד בתעשיית הדפוס, לאחר ייצור לוחות שרף רגישים לאור, נעשה שימוש בתמיסה מימית חזקה המכילה מלחים אלקליים אנאורגניים כגון נתרן בוראט וחומרי שטח פעילי שטח כדי לשטוף את השרף הלא נרפא. הקצף שנוצר על ידי תמיסת הכביסה בכוח גזירה גבוה משפיע קשות על יעילות הניקוי. שמן סיליקון שונה מפוליאתר- הוא מסיר קצף מתאים מאוד. אם נעשה שימוש במסיר קצף המנוסח עם שמן דימתיל סיליקון רגיל, אפקט מסיר הקצף שלו יקטן בכוח גזירה ממושך, יקדם קצף ומותיר שאריות שמן דימתיל סיליקון על הצלחת, ובכך ישפיע על איכות הצלחת.
2. שמן סיליקון פוליאתרי-הוא חומר פילוס וחומר החלקה עיקרי בציפויים מבוססי מים-.
3. שמני סיליקון פוליאתרים- עם קבוצות אפוקסי בקצות שרשרת הפוליאתרים יכולים לשפר את יכולת הציפוי מחדש של אותו ציפוי ולשפר את עמידות הציפוי בפני מים חמים, אדים ושריטות. ניתן להכין אותם על ידי תגובת הידרוסיליציה של פוליאתרים עם קבוצות אליל בקצה אחד וקבוצות אפוקסי בקצה השני עם Si-H- המכילות פוליאורגנוזילוקסנים.
ארבע. חומרי הרטבה של חומרי הדברה
שמן סיליקון עם מסה מולארית נמוכה-שמן סיליקון יכול להפחית משמעותית את מתח הפנים של התמיסה המימית שלו. כאשר משתמשים בו כחומר הרטבה של חומר הדברה, הוא יכול לשפר את היצמדות חומרי ההדברה לעלי הצמח במזג אוויר גשום ולהפחית את כמות חומרי ההדברה בשימוש.
חָמֵשׁ. מתקן שרף
מקטעי הפוליאתרים במולקולות שמן סיליקון שעברו שינויים בפוליאתר- יכולים לשפר את התאימות שלו לשרף, ליצור פיזור אחיד בשרף, לשפר את נזילות השרף במהלך ההמסה, לשפר את הסיכה בין מתכות לפלסטיק ולשפר באופן משמעותי את יכולת ההחצה של פלסטיק.
זה יכול גם לקדם היווצרות של מיקרו-פיזור של חומרים אנאורגניים בפלסטיק, במיוחד את השפעת הפיזור של טיטניום דו חמצני, סידן פחמתי וכו'.
עם זאת, שמני סיליקון- קונבנציונליים פוליאתרים מכילים 1% עד 20% שיורית של תרכובות פוליאתר לפי מסה, מה שעלול להשפיע על החוזק המכני ועל תכונות התפיחת הממס של השרף המותאם. פתרון הוא להשתמש בפוליאתר אליל חד-מסתיים עם מסה מולרית קטנה יותר כדי לעבור תגובת הידרוסיליציה עם מתיל מימן- המכיל שמן סיליקון, ולאחר מכן לאדות את הפוליאתר שלא הגיב משמן הסיליקון שהתקבל בפוליאתר- תחת ואקום גבוה.
שֵׁשׁ. סוכני גימור בדים
טקסטיל העשוי מסיבים סינתטיים או כותנה מפגין הידרופוביות חזקה לאחר עיבוד שרף, בעוד שגימור עם שמן סיליקון-משונה עשוי להקנות הידרופיליות, ספיגת זיעה ותכונות אנטי-סטטיות.
כאשר נדרשת עמידות, ניתן להחליף את המקטעים ההידרופוביים של מולקולת שמן הסיליקון הפוליאתר-המתונה בקבוצות Si-H או בקבוצות אלקוקסי.
כאשר נדרשות רכות וחלקות, ניתן להחליף את המקטע ההידרופובי בקבוצות אורגנוסיליקון-מותאמות אפוקסי או-מתונות.
שבע. משמש בניסוח של חומרי שחרור מבוססי מים-
ניתן להשתמש בתפזורות מימיות של שמן סיליקון-משונה בפוליאתר עם נקודת עננות של 25 מעלות ~50 מעלות כחומרי שחרור לייצור קצף פוליאוריטן והזרקה.
ניתן להשתמש בתפזורות מימיות של שמן סיליקון- שונה וחומצה פרפלואוריאלקיל זרחתית כחומרי שחרור עבור יציקת שרף אפוקסי.
ניתן להשתמש בתפזורות מימיות של שמן סיליקון-משונה ושמן דימתיל סיליקון כחומרי שחרור לייצור ועיבוד של פלסטיק, גומי, מוצרי נייר ומוצרי מתכת.
שְׁמוֹנֶה. חומר רגיש לחום לטקס
חומרי רגישות לחום לטקס הם חומרי ג'ל המתאימים לשימוש עם לטקס.
כאשר חומר ג'ל זה מתווסף ללטקס, הוא יציב יחסית בטמפרטורת החדר; עם זאת, כאשר הטמפרטורה עולה לערך מסוים, הלטקס מתמצק במהירות, וסוג זה של לטקס נקרא לטקס רגיש לחום.
שימוש בשמן סיליקון פוליאתרי-כחומר רגיש לחום עבור לטקס גומי טבעי וסינטטי כאחד מביא ללטקס יציב מאוד מתחת לטמפרטורת נקודת העננים שלו, ומספק חיי מדף ארוכים; כאשר מחומם לטמפרטורת נקודת העננים, הלטקס מתמצק במהירות עם טווח טמפרטורות קטן, והג'ל המוצק מציג תכונות מצוינות.
לטקסים בעלי רגישות-לחום שנוסחה עם שמן סיליקון שונה-לחום נמצאים בשימוש נרחב כדבקים עבור בדים לא-ארוגים ובדי בסיס מעור מלאכותי.
