{"id":27286,"date":"2025-11-10T18:03:37","date_gmt":"2025-11-10T10:03:37","guid":{"rendered":"https:\/\/xjysilicone.com\/?p=27286"},"modified":"2026-06-10T14:35:28","modified_gmt":"2026-06-10T06:35:28","slug":"what-are-silicone-surfactants%ef%bc%9f","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.xjysilicone.com\/de\/what-are-silicone-surfactants.html","title":{"rendered":"Was sind Silikon-Tenside?"},"content":{"rendered":"
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Silikon-Tenside sind eine Klasse von Tensiden mit Polydimethylsiloxan als hydrophobem R\u00fcckgrat und einer oder mehreren siliciumorganischen polaren Gruppen, die an deren Zwischen- oder Endpositionen gebunden sind. Die Si-O-Bindungsenergie der hydrophoben Gruppe in ihrer Struktur ist h\u00f6her als die C-C- und C-O-Bindungsenergien traditioneller Kohlenstoffketten-Tenside, was sie hydrophober und stabiler macht; ihre gro\u00dfe Molek\u00fclmasse und die mehrfach verzweigte Struktur verleihen ihr hervorragende Tieftemperatureigenschaften und Kompatibilit\u00e4t, und sie ist ein effizientes Tensid.<\/p>\n

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Die allgemeine Formel ihrer Struktur lautet:<\/p>\n


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\nDurch Variation der m-, n- und R-Gruppen in der Formel k\u00f6nnen Silikon-Tenside mit unterschiedlichen Molmassen (Viskosit\u00e4t) und hydrophil-lipophilen Gleichgewichtswerten (HLB-Werten) f\u00fcr verschiedene Anwendungen hergestellt werden, wie z.B. Schaumgleichrichter f\u00fcr Polyurethanschaum, Emulgatoren, Kosmetikrohstoffe, Verlaufmittel f\u00fcr Beschichtungen, Entsch\u00e4umer, Antistatika, Kunststoffmodifikatoren, Benetzungsmittel, Kraftstoffadditive, Textilausr\u00fcstungsmittel, wasserl\u00f6sliche Schmiermittel, Trennmittel, Pestizidadditive, landwirtschaftliche Adjuvantien usw.<\/p>\n

<\/span>01 Eigenschaften von Silikontensiden<\/span><\/h2>\n

1. Hervorragende Leistung bei der Reduzierung der Oberfl\u00e4chenspannung.<\/p>\n

2. Hervorragende Benetzungsleistung.<\/p>\n

3. Entsch\u00e4umungseigenschaft und Schaumstabilisierungseigenschaft.<\/p>\n

4. Toxizit\u00e4t ist grunds\u00e4tzlich physiologisch inert.<\/p>\n

5. Gro\u00dfe emulgierende Wirkung und gute Abstimmungseigenschaften.<\/p>\n

<\/span>02 Wie wird die Wirkung von Silikontensiden bewertet?<\/span><\/h2>\n

Die kritische Mizellkonzentration (CMC) ist ein Parameter, der verwendet wird, um das Minimum zu bestimmen, das ben\u00f6tigt wird, um die maximale Wasseroberfl\u00e4chenspannung zu reduzieren. Die oberhalb der CMC gebildeten Mizellen trennen die hydrophoben Verunreinigungen vom Boden und halten die Mizellen in ihren hydrophoben Kernen, wodurch sie in die w\u00e4ssrige Phase zur\u00fcckgef\u00fchrt werden. Der CMC-Wert bestimmt die Effizienz jegliches Biosurfactants; daher ist dieser Wert entscheidend f\u00fcr den Vergleich von Biosurfactants.<\/p>\n

<\/span>03 Klassifizierung von Silikontensiden<\/span><\/h2>\n

Silikon-Tenside k\u00f6nnen nach den chemischen Eigenschaften der hydrophilen Gruppe R in ihrer chemischen Struktur in vier Kategorien eingeteilt werden: nichtionisch, anionisch, kationisch und zwitterionisch. Darunter sind nichtionische Tenside die am meisten erforschten, die am weitesten verbreiteten.<\/p>\n

<\/span>1. Kationisches Silikontensid<\/span><\/h3>\n

Wenn die R-Gruppe Struktureinheiten wie Alkylquatern\u00e4re Ammoniumverbindungen, Amidquatern\u00e4re Ammoniumverbindungen und Imidazolinderivatquatern\u00e4re Ammoniumverbindungen enth\u00e4lt, wird es als kationisches Organosiliciumtensid bezeichnet. Unter den kationischen Tensiden ist das kationische Polysiloxanquatern\u00e4re Ammoniumsalztensid am weitesten verbreitet. Das kationische Polysiloxanquatern\u00e4re Ammoniumsalztensid hat eine gro\u00dfe Molmasse, kann mit anionischen Tensiden kompatibel sein, ist nicht reizend f\u00fcr menschliche Haut und Augen und weist eine gewisse antibakterielle F\u00e4higkeit auf. Stabil. Die Makromolek\u00fcle dieses Produkts enthalten hydrophobe langkettige Polysiloxanketten, die ihm hervorragende Gl\u00e4tte und Weichheit verleihen.<\/p>\n

<\/span>2. Anionisches Silikontensid<\/span><\/h3>\n

Wenn die R-Gruppe Struktureinheiten wie Phosphatester, Sulfat, Carboxylat, Sulfonat und Sulfosuccinamidester enth\u00e4lt, wird es als anionisches Silikontensid bezeichnet. Wenn R die in der folgenden Abbildung gezeigte Struktur ist, wird es als anionisches Polysiloxanphosphatsalztensid bezeichnet.<\/p>\n

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Wenn R\u2019 eine Fetts\u00e4urefunktionalit\u00e4t ist, handelt es sich um ein Polysiloxanphosphobetain-amphoteres Tensid. Das Tensidmolek\u00fcl hat sowohl die Struktur und Eigenschaften von Phosphobetain als auch die Struktur und Eigenschaften von Polysiloxan. Wenn ein Polysilan mit niedriger Molmasse gew\u00e4hlt wird, ist die Polysiloxan-Charakteristik schwach; umgekehrt, wenn ein Polysiloxan mit gro\u00dfer Molmasse gew\u00e4hlt wird, ist die Polysiloxan-Charakteristik ausgepr\u00e4gt. Solche Silikonpolymerprodukte zeichnen sich durch geringe Toxizit\u00e4t, antibakterielle Eigenschaften, H\u00e4rtewasserbest\u00e4ndigkeit und gute Vertr\u00e4glichkeit mit verschiedenen Tensiden aus.<\/p>\n

<\/span>3. Nichtionische Silikontenside<\/span><\/h3>\n

Wenn die R-Gruppe Einheiten wie Polyether, Alkanolamid, Ester und Glycosid enth\u00e4lt, handelt es sich um ein nichtionisches Tensid. Darunter sind Polyethersilikon-Tenside die am h\u00e4ufigsten verwendeten, wie z.B.:<\/p>\n

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Nichtionisches Polyethersilikon-Tensid besteht aus Polysiloxan-Segment (A) und Polyether-Segment (B). Die Kombinationsmethoden sind: AB-Typ, ABA-Typ, BAB-Typ und (AB)n-Typ, verzweigter Typ und Seitenkettentyp. Die Verbindung zwischen dem Polyether-Segment und dem Siloxan-Segment erfolgt auf zwei Arten, n\u00e4mlich Si-O-C-Typ und Si-C-Typ. Ersteres ist instabil und geh\u00f6rt zum Hydrolysiertyp; letzteres ist wasserbest\u00e4ndig und wird als nicht-hydrolysierbarer Typ bezeichnet.<\/p>\n

<\/span>4. Amphotere Silikontenside<\/span><\/h3>\n

Wenn die R-Gruppe eine Struktur wie Phosphatbetain oder Betain enth\u00e4lt, spricht man von amphoteren Polysiloxantensiden.<\/p>\n

<\/span>04 Synthesemethoden f\u00fcr Silikontenside<\/span><\/h2>\n

<\/span>1. Synthese kationischer Silikontenside<\/span><\/h3>\n

Die Reaktion wird in einem inerten L\u00f6sungsmittel wie Benzol, Aceton, Tetrachlorkohlenstoff, Xylol und Toluol durchgef\u00fchrt.<\/p>\n

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2. Synthese anionischer Silikontenside<\/p>\n

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<\/span>3. Synthese nichtionischer Silikontenside<\/span><\/h3>\n

Aus der Methode der Copolymerisationsherstellung und aus Hydrolyse und chemischer Stabilit\u00e4t kann man zwei Arten von Synthesemethoden unterscheiden: Copolymere, die durch Si-O-C-Ketten verkn\u00fcpft sind, und Copolymere, die durch Si-C-Ketten verkn\u00fcpft sind. Die Synthese kann in zwei Schritte unterteilt werden: Der erste Schritt ist die Synthese von Polysiloxan, und der zweite Schritt besteht darin, Polysiloxan in Form von Si-O-C\/Si-C mit Polyoxoalkan zu Blockcopolymeren zu bilden.<\/p>\n

<\/span>05 Eigenschaften von Silikontensiden<\/span><\/h2>\n

<\/span>1. Grenzfl\u00e4cheneigenschaften von Silikontensiden<\/span><\/h3>\n

Da die Hauptkette von Silikontensiden eine weiche Si-O-Bindung ist, ist sie weder hydrophil noch lipophil, wodurch sie in w\u00e4ssriger L\u00f6sung und nichtw\u00e4ssrigen Medien eingesetzt werden kann, wo herk\u00f6mmliche Kohlenwasserstofftenside nicht anwendbar sind. Andererseits k\u00f6nnen an der Grenzfl\u00e4che angeordnete Silikontenside mit Methylengruppen die Oberfl\u00e4chenspannung auf etwa 20 mN\/m reduzieren, w\u00e4hrend herk\u00f6mmliche Kohlenwasserstofftenside an der Grenzfl\u00e4che mit Methylengruppen die Oberfl\u00e4chenspannung nur auf etwa 30 mN\/m reduzieren k\u00f6nnen.<\/p>\n

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Das am h\u00e4ufigsten verwendete Silikontensid ist das EO\/PO-modifizierte Silikontensid, dessen Leistung mit verschiedenen Faktoren wie dem EO\/PO-Verh\u00e4ltnis und dem Polymerisationsgrad des Tensids zusammenh\u00e4ngt; EO ist der hydrophile Teil der Tensidmodifikationsgruppe und PO der lipophile Teil. Wenn sich das EO\/PO-Verh\u00e4ltnis \u00e4ndert, \u00e4ndert sich die Leistung des Silikontensids.<\/p>\n

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It is found that if the EO\/PO ratio becomes larger, the HLB value of the surfactant will increase, indicating enhanced hydrophilicity; a smaller EO\/PO ratio will make the surfactant less hydrophilic. When grafted polyether-modified silicone oils have the same length of EO, their surface tension increases as the degree of polysiloxane polymerization decreases. This is due to the fact that the shorter the molecular chain of the polysiloxane, the tighter the build-up at the air\/water interface and the more methyl groups on the surface. When PO is introduced, it increases the hydrophobicity of the silicone polyethers\u2019 chain, thus increasing the surface tension of the polyether-modified silicone oil.<\/p>\n

<\/span>2. Superbenetzbarkeit von Silikontensiden<\/span><\/h3>\n

Trisiloxane surfactants can not only reduce the interfacial tension at the oil\/water interface, but may also wettability expand on low-energy hydrophobic surfaces, an ability known as \u201csuper-wettability\u201d or \u201csuper-spreadability\u201d. This phenomenon is thought to be due to the presence of specific surfactant aggregates in the solution. Therefore, silicone surfactants can be used as wetting agent.<\/p>\n

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The reason why polydimethylsiloxane chains spread easily on polar surfaces (e.g. water, metals, fibres, etc.) is that the oxygen in the silicone chain can form oxygen bonds with polar molecules or groups of atoms, increasing the force between the silicone chain and the polar surface molecules and causing them to spread into a single molecular layer, thus causing the hydrophobic silicone to lie across the polar surface in a characteristic \u201cstretched chain This results in the hydrophobic silicone lying across the polar surface in a characteristic \u201cstretched chain\u201d configuration, whereas the hydrophobic groups of ordinary surfactants lie upright on the polar surface.<\/p>\n

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Wenn die Methylgruppe in einem Polysiloxan durch andere Gruppen ersetzt wird (z.B. gro\u00dfe Alkyl-, alicyclische, Aryl-, siliziumfunktionelle oder kohlenstofffunktionelle Gruppen), beeinflusst dies unweigerlich die Hydrophobizit\u00e4t des Polysiloxans sowie die Geschwindigkeit und den Zustand des Ausbreitens auf polaren Oberfl\u00e4chen aufgrund der \u00c4nderung der Polarit\u00e4t oder des r\u00e4umlichen Platzbedarfs des Substituenten. Die Anzahl und Verteilung der Substituenten auf der Silikonkette kann den gleichen Effekt haben. Beispielsweise reduziert der Ersatz von Methylgruppen durch gr\u00f6\u00dfere Alkyl- oder Arylgruppen die Ausbreitungsf\u00e4higkeit des Polysiloxans sowie seine F\u00e4higkeit, sich auf polaren Oberfl\u00e4chen auszurichten, erheblich.<\/p>\n

<\/span>3. Die F\u00e4higkeit von Silikontensiden, Emulsionen zu stabilisieren<\/span><\/h3>\n

Einige gepfropfte Silikontenside behalten die Emulsionsstabilit\u00e4t in Gegenwart von Salzen, Ethanol und organischen L\u00f6sungsmitteln, eine F\u00e4higkeit, die traditionelle Kohlenwasserstofftenside nicht besitzen. Die Wechselwirkungskraft an der Grenzfl\u00e4che von Silikontensiden wurde durch Rasterkraftmikroskopie (AFM) ermittelt. Nichtionische Tenside verlieren ihre Oberfl\u00e4chenaktivit\u00e4t in 25%iger Ethanoll\u00f6sung, w\u00e4hrend Silikontenside die Oberfl\u00e4chenspannung noch reduzieren k\u00f6nnen, wenn der Volumenanteil von Ethanol 80% erreicht. Diese Eigenschaft von Silikontensiden spiegelt wider, dass Polydimethylsiloxan nicht nur hydrophob, sondern auch mit zunehmendem Polydimethylsiloxangehalt unl\u00f6slich in organischen L\u00f6sungsmitteln ist.<\/p>\n

<\/span>4. Die Rolle von Silikontensiden und CO2<\/span><\/h3>\n

Rocha et al. glaubten, dass Polyoxyethylenether-Trisiloxan-Tenside Emulsionen aus CO2 und Wasser bilden k\u00f6nnen. Durch Anpassen der Anzahl von EO und \u00c4ndern des \u201chydrophilen und CO2-philen Gleichgewichts (HCB)-Werts\u201d der Tenside k\u00f6nnen die Emulsionen von CO2-in-Wasser (W\/C) zu CO2-in-Wasser (C\/W) umgewandelt werden. Sarbu et al. glauben, dass die Eigenschaften von Polysiloxan-Tensiden deren Verwendung in \u00fcberkritischem CO2 erm\u00f6glichen. Fink et al. betrachteten das Phasenverhalten von Silikon-Tensiden in \u00fcberkritischem CO2 und fanden heraus, dass das Phasenverhalten sehr empfindlich gegen\u00fcber CO2-phoben Gruppen, aber weniger empfindlich gegen\u00fcber der Gr\u00f6\u00dfe des Siloxans war, und fanden eine zuf\u00e4llige fl\u00fcssigkristalline Phase. Folk et al. stellten eine Reihe kationischer Silikon-Tenside her und untersuchten deren Verhalten in hochdichtem CO2. Die \u00c4nderung der Kettenl\u00e4nge und des Gegenions von Polydimethylsiloxan ver\u00e4ndert dessen Oberfl\u00e4chenaktivit\u00e4t in kritischem CO2 stark.<\/p>\n

<\/span>06 Anwendung von Silikontensiden<\/span><\/h2>\n

<\/span>1. K\u00f6rperpflege- und Kosmetikprodukte<\/span><\/h3>\n

erheblich. Da Silicon-Tenside viele Vorteile wie Ungiftigkeit, keine Hautreizung, antioxidative Wirkung, UV-Schutz, gute Biokompatibilit\u00e4t sowie ausgezeichnete wasserabweisende und atmungsaktive Eigenschaften aufweisen, finden sie breite Anwendung in Kosmetika, Shampoos und Haarpflegeprodukten, Cremes usw. Diese Produkte und Erzeugnisse finden in gewissem Umfang Anwendung. Aufgrund seiner niedrigen Oberfl\u00e4chenspannung und geeigneten Viskosit\u00e4t verbessert Silicon-Tensid das Ausbreiten von Kosmetika auf der Haut- und Haaroberfl\u00e4che, steigert die Feuchtigkeitsbindung und -haltung von Kosmetika auf der Haut und bewahrt die normale Hautatmung. Das Haar wird gl\u00e4nzend, f\u00fcgsam, glatt, antistatisch und weich.<\/p>\n

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<\/span>2. Textilindustrie<\/span><\/h3>\n

Silicon-Tenside besitzen antistatische Eigenschaften, Weichheit sowie gute Sterilisations- und Desinfektionsf\u00e4higkeiten und k\u00f6nnen Fasern eine gute Weichmacherwirkung verleihen. Kationische Silicon-Tenside werden haupts\u00e4chlich als Antistatika und Weichmacher in der Textilindustrie eingesetzt. Quart\u00e4re Ammoniumsalz-kationische Silicon-Tenside werden in der hygienischen Ausr\u00fcstung von Faserprodukten verwendet und weisen eine gute keimt\u00f6tende und schimmelresistente Wirkung auf, sind sicher und langlebig.<\/p>\n

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<\/span>3. Pestizide<\/span><\/h3>\n

In der Pestizidverarbeitung kann die Zugabe von 0,05\u20130,1\u202f% (Massenanteil) siliciumorganischem Tensid als Hilfsstoff die physikalischen Eigenschaften und die chemische Stabilit\u00e4t der Zubereitung optimieren, die Sortenvielfalt erh\u00f6hen und den Anwendungsbereich erweitern. Die Blatt- und St\u00e4ngelepidermis von Pflanzen weist oft anti-benetzende Komponenten oder Strukturen auf und ist oft negativ geladen, was eine absto\u00dfende Wirkung auf Pestizidfl\u00fcssigkeiten hat. Die Zugabe von Silikon-Tensiden kann das reibungslose Anhaften, Verbleiben, Ausbreiten und Eindringen von Pestizidformulierungen auf Pflanzen f\u00f6rdern und spielt eine Schl\u00fcsselrolle bei der Verbesserung der Wirksamkeit des Mittels. Silikon-Tenside k\u00f6nnen deren Oberfl\u00e4chenspannung senken, sodass Wasser in die Tracheen von Insekten eindringen kann, was sie als Insektizid-Hilfsstoffe t\u00f6dlich macht.<\/p>\n

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