¿Por qué elegir un surfactante de silicona?

Los compuestos de silicona se han utilizado en la industria desde la década de 1960, y se han desarrollado a gran escala desde la década de 1980. En el pasado se utilizaron en sistemas no acuosos, pero en los últimos años se han enfocado en soluciones acuosas. Los surfactantes de silicona pueden sobresalir en varias aplicaciones. ¿Por qué elegir surfactantes de silicona?

En comparación con los tensioactivos tradicionales, los tensioactivos de silicona (tensioactivos de silicona aniónicos y tensioactivos catiónicos) presentan una mayor tensión superficial y mejor permeabilidad, por lo que pueden mejorar la humectabilidad de la superficie de los objetos de manera más efectiva. La estructura molecular de los tensioactivos de silicona contiene enlaces Si-O-Si, que proporcionan una excelente resistencia a la temperatura. Pueden mantener una buena actividad superficial incluso en entornos de alta temperatura. Los tensioactivos de silicona se utilizan ampliamente en muchos campos, como niveladores de poliuretano, auxiliares de recubrimiento, auxiliares textiles, agentes humectantes, productos agroquímicos, entre otros.

Los siguientes seis aspectos de los surfactantes de silicona:

• ¿Qué son los surfactantes de silicona?
• ¿Cuáles son las propiedades de los surfactantes de silicona?
• ¿Cuáles son las aplicaciones de los surfactantes de silicona?
• ¿Cuáles son los problemas de los surfactantes de silicona?
• ¿Cómo resolver el problema de los surfactantes de silicona?
• ¿Cómo funcionan mejor los tensioactivos de silicona?

1. ¿Qué son los surfactantes de silicona?

Los surfactantes de silicona generalmente están hechos de siloxano como grupos hidrófobos, cadena de polioxietileno, carboxilo, cetona, amino, epoxi y otros grupos polares como grupos hidrófilos, es decir, más de un grupo polar conectado a la cadena principal del silicón base. Los surfactantes de silicona se pueden dividir en surfactante de silicona aniónico y surfactante de silicona catiónico.

Los surfactantes de silicona no tienen la estructura lineal de muchos surfactantes convencionales, sino una estructura tipo T, que consiste en un esqueleto de siloxano completamente metilado, con una o más colas de poliéter.

2. ¿Cuáles son las propiedades de los surfactantes de silicona?

(1) Excelente capacidad para reducir la tensión superficial

Los surfactantes de silicona con enlaces Si-O flexibles son los principales; el metilo y los tres átomos de hidrógeno con los que puede girar libremente requieren un espacio mayor, aumentando la distancia entre las moléculas de siloxano vecinas, y las fuerzas intermoleculares son pequeñas, lo que resulta en baja tensión.

(2) Excelentes propiedades de súper-humedecimiento

Los surfactantes de silicona no solo pueden reducir la tensión interfacial de la interfaz aceite/agua, sino también en superficies hidrófobas de baja energía (como superficies de poliestireno) expandirse por humectación, esta capacidad se llama ‘súper-humedecimiento’ o ‘súper-extensión’, y puede usarse como agente humectante.

Debido al enlace de hidrógeno entre el oxígeno y las moléculas polares, la fuerza entre las moléculas aumenta y se extiende en una monocapa, el siloxano acuoso se coloca sobre la superficie polar en una configuración de “cadena extendida”.

(3) Inercia fisiológica

Los materiales de silicona no tienen efectos secundarios tóxicos ni problemas de bioseguridad. Tienen características respetuosas con el medio ambiente. Los surfactantes de siloxano también son fisiológicamente inertes, por lo que cuando se usan en cosméticos y detergentes, son muy seguros y no causan contaminación ambiental.

(4) Capacidad para estabilizar emulsiones

Algunos surfactantes de silicona injertados pueden estabilizar la emulsión en presencia de etanol y solventes orgánicos, lo cual no está disponible en los surfactantes de hidrocarburos tradicionales.

3. ¿Cuáles son las aplicaciones de los surfactantes de silicona?

(1) Cosméticos

El polidimetilsiloxano y el copolímero de injerto de poliéter son surfactantes importantes en la industria cosmética. Cuando la dosificación alcanza entre 0,15% y 5% (fracción másica) en una solución acuosa, puede hacer que la tensión superficial del cosmético disminuya, lo que favorece la difusión de los productos cosméticos sobre la superficie de la piel y el cabello.

(2) Artículos de aseo personal

En los productos de champú, utilizamos más compuestos de amonio cuaternario. Esto se debe a que los surfactantes de polisiloxano tienen enlaces hidrófobos de polisiloxano, y las sales de amonio cuaternario con carga positiva tienen una fuerte adsorción en el cabello.

(3) Detergentes para ropa y agentes de acabado

El surfactante de silicona en sí tiene un cierto grado de hidrofobicidad y puede utilizarse como agente hidrófugo. Sus grupos polares se reposicionan y los grupos metilo no polares se organizan ordenadamente en la capa más externa de la fibra.

XJY-701 Polimetilhidrosiloxano

Puede reticular para formar una película a bajas temperaturas bajo la acción de un catalizador de sal metálica, formando una película hidrófuga en la superficie de muchos tipos de sustancias, y puede utilizarse como un agente hidrófugo pesado para tejidos.

XJY-711 Copolímero de Metilhidrosiloxano Terminado en Hidruro/Dimetilsiloxano

Puede utilizarse como agente hidrófugo pesado y de acabado para tejidos tras una formulación especial, y puede ejercer la máxima repelencia al agua.

XJY-707 Polidimetilsiloxanos Terminados en Hidruro

Puede utilizarse como hidrófugo pesado y suavizante para tejidos de fibras naturales y sintéticas.

(4) Agricultura

El efecto de extensión mejorado del surfactante de silicona puede utilizarse como aditivo para fertilizantes para mejorar la utilización del fertilizante y reducir el desperdicio mejorando las propiedades físicas del suelo y promoviendo la adsorción y liberación del fertilizante. La aplicación de surfactantes de silicona en fertilizantes suele adoptar la forma de encapsular partículas de fertilizante, de modo que puedan continuar liberando nutrientes lentamente en el suelo. Al mismo tiempo, los surfactantes de silicona también pueden reducir la pérdida de fertilizante en el suelo, disminuir la contaminación del medio ambiente y desempeñar un papel en la protección ambiental.

XJY-703 Heptametiltrisiloxano 

Es la materia base para sintetizar Heptametiltrisiloxano modificado con polialquil-epoxi, que es un tipo de surfactante de estructura específica utilizado en aditivos para pesticidas, auxiliares para revestimientos, y también se utiliza en espuma de poliuretano flexible.

XJY-207 Heptametiltrisiloxano Modificado con Polialquilenoóxido

El XJY-207 Heptametiltrisiloxano modificado con poliéter (aceite de silicona modificado con poliéter) es un surfactante de silicona de uso común y se utiliza ampliamente en agricultura para mejorar el efecto de difusión superficial de los pesticidas, mejorar el rendimiento de propagación, y así mejorar la efectividad de los medicamentos.

(5) Otras aplicaciones:

El aceite de silicona puede utilizarse en agentes de limpieza y pulido debido a su baja tensión superficial, que puede formar una película de manera rápida y uniforme sobre la superficie de las sustancias.

La buena compatibilidad de los productos de silicona con la piel hace que las cremas que contienen silicona tengan efectos terapéuticos especiales para ciertas enfermedades de la piel. Se pueden fabricar ungüentos con silicona para quemaduras y escaldaduras.

Los aditivos de silicona pueden reticular con los grupos amino y carboxilo en la superficie del cuero para formar una película delgada. Debido a la presencia de esta película, la superficie del cuero adquiere brillo, es impermeable y transpirable, y también puede actuar como abrillantador para el cuero.

4. ¿Cuál es el problema de los surfactantes de silicona?

(1) La influencia del entorno es adecuada para su uso en medios neutros o débilmente ácidos y débilmente alcalinos; los medios fuertemente ácidos y alcalinos conducen a la destrucción de las cadenas de carbono y oxígeno.

(2) Los tensioactivos de silicona pueden reducir significativamente la tensión superficial en comparación con los tensioactivos convencionales, pero tienen poco efecto sinérgico sobre la emulsificación, dispersión, etc., e incluso pueden tener efectos secundarios.

(3) La estabilidad hidrolítica de los tensioactivos organosilícicos no es alta, y el enlace Si-O-Si se hidroliza y condensa fácilmente, lo que lleva a daños estructurales y desaparición del rendimiento de los tensioactivos de silicona.

5. Cómo resolver el problema de los tensioactivos de silicona

(1) Modificación, como la introducción de Poliéter en Polisiloxano (combinado con óxido de etileno, basado en óxido de propileno), especialmente la introducción de Éter de polietilenglicol, de modo que que el Polisiloxano puede ser soluble en agua, y hacer que tenga buena compatibilidad con los materiales base cosméticos, para resolver el problema de que los compuestos de silicona son difíciles de disolver en agua, no fáciles de emulsionar.

(2) Para la estabilidad hidrolítica de la solución cuatro para la mejora del poliéter, reducir el contenido de polietilenglicol libre, y cerrar los extremos hidroxílicos; mejorar el peso molecular del grupo lipofílico, reducir la solubilidad en agua de los tensioactivos de silicona, la introducción de Si-Si o Si-C-Si en la cadena principal.

6. ¿Cómo funcionan mejor los surfactantes de silicona?

Los tensioactivos de silicona tienen muchas ventajas únicas y son ampliamente utilizados en la industria química diaria. Con el desarrollo de la industria química fina, se cree que los tensioactivos de silicona tendrán un espacio de desarrollo más amplio. ¿Cómo mejorar la competitividad de sus productos?

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