실리콘 계면활성제를 선택하는 이유는 무엇입니까?

실리콘 화합물은 1960년대부터 산업에 사용되었으며, 1980년대 이후 대규모로 발전했습니다. 과거에는 비수계 시스템에서 사용되었으나, 최근에는 수용액 시스템에 중점을 두고 개발되었습니다. 실리콘 계면활성제는 여러 응용 분야에서 탁월한 성능을 발휘할 수 있습니다. 왜 실리콘 계면활성제를 선택해야 하는가?

기존 계면활성제와 비교하여 실리콘 계면활성제(음이온성 실리콘 계면활성제 및 양이온성 계면활성제)는 높은 표면 장력과 우수한 투과성을 지녀 물체 표면의 습윤성을 보다 효과적으로 개선할 수 있습니다. 실리콘 계면활성제의 분자 구조에는 Si-O-Si 결합이 포함되어 있어 뛰어난 내열성을 제공합니다. 고온 환경에서도 우수한 계면활성 특성을 유지할 수 있습니다. 실리콘 계면활성제는 폴리우레탄 평탄제, 코팅 보조제, 섬유 보조제, 습윤제, 농약 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있습니다.

실리콘 계면활성제의 다음 여섯 가지 측면:

• 실리콘 계면활성제란 무엇인가?
• 실리콘 계면활성제의 특성은 무엇인가?
• 실리콘 계면활성제의 응용 분야는 무엇인가?
• 실리콘 계면활성제의 문제점은 무엇인가?
• 실리콘 계면활성제 문제 해결 방법
• 실리콘 계면활성제는 어떻게 더 뛰어난 성능을 발휘합니까?

1. 실리콘 계면활성제란 무엇인가?

실리콘 계면활성제는 일반적으로 소수성 그룹으로 실록산을, 친수성 그룹으로 폴리에틸렌 옥사이드 체인, 카르복실기, 케톤기, 아미노기, 에폭시기 등의 극성 그룹을 사용하며, 기본 실리콘 옥시 주사슬에 하나 이상의 극성 그룹이 연결된 구조를 가집니다. 실리콘 계면활성제는 음이온성 실리콘 계면활성제와 양이온성 실리콘 계면활성제로 구분할 수 있습니다.

많은 일반 계면활성제와 달리 실리콘 계면활성제는 선형 구조가 아닌 T자형 구조를 가지며, 이는 완전히 메틸화된 실록산 골격과 하나 이상의 폴리에테르 꼬리로 구성되어 있습니다.

2. 실리콘 계면활성제의 특성은 무엇인가?

(1) 우수한 표면장력 감소 능력

실리콘 계면활성제는 부드러운 Si-O 결합을 주축으로 하며, 자유롭게 회전할 수 있는 세 개의 수소 원자를 가진 메틸기는 더 큰 공간을 필요로 하여 인접한 실록산 분자 사이의 거리를 증가시키고, 분자 간 힘이 작아 낮은 장력을 나타냅니다.

(2) 탁월한 초습윤 특성

실리콘 계면활성제는 기름/물 계면의 계면장력을 감소시킬 뿐만 아니라, 저에너지 소수성 표면(예: 폴리스타이렌 표면)에서 젖음 확장이 가능한데, 이러한 능력을 ‘초습윤’ 또는 ‘초확산'이라고 하며, 이를 젖음제로 사용할 수 있습니다.

산소와 극성 분자 사이의 수소 결합으로 인해 분자 간 힘이 증가하여 단분자층으로 확산되며, 극성 표면에 존재하는 수성 실록산은 “확장 사슬” 형태를 이룹니다.

(3) 생리적 비활성

실리콘 소재는 독성 부작용이나 생물학적 안전성 문제가 없으며 환경 친화적인 특성을 가지고 있습니다. 실록산 계면활성제 또한 생리학적으로 불활성으로, 화장품 및 세제로 사용 시 매우 안전하고 환경 오염을 일으키지 않습니다.

(4) 유화 안정화 능력

일부 그래프트 실리콘 계면활성제는 에탄올 및 유기 용매 존재 하에서도 유화액을 안정화시킬 수 있는데, 이는 전통적인 탄화수소 계면활성제에서는 볼 수 없는 특징입니다.

3. 실리콘 계면활성제의 응용 분야는 무엇인가?

(1) 화장품

폴리디메틸실록산과 폴리에테르 그래프트 공중합체는 화장품 산업에서 중요한 계면활성제로서, 수용액 내 사용량이 0.15%~5%(질량 분율)에 도달하면 화장품의 표면 장력을 저하시켜 피부 및 모발 표면에서의 화장품 확산에 유리하게 작용합니다.

(2) 개인 위생용품

샴푸 제품에서는 주로 4차 암모늄 화합물을 더 많이 사용합니다. 이는 폴리실록산 계면활성제가 소수성 폴리실록산 연결 구조를 가지며, 양전하를 띤 4차 암모늄 염이 모발에 강한 흡착력을 보이기 때문입니다.

(3) 세탁 세제 및 가공제

실리콘 계면활성제 자체는 일정 수준의 소수성을 가지고 있어 방수제로 사용될 수 있습니다. 그 극성 그룹은 재배열되고 비극성 메틸기군이 섬유의 최외각에 정연하게 배열됩니다.

XJY-701 폴리메틸하이드로실록산

이는 금속염 촉매 작용 하에서 저온에서 가교되어 피막을 형성하며, 다양한 물질 표면에 방수 피막을 형성할 수 있어 직물용 고성능 방수제로 사용될 수 있습니다.

XJY-711 하이드라이드 말단 메틸하이드로실록산/디메틸실록산 공중합체

특수한 조성 후 직물용 고성능 방수 및 가공제로 사용될 수 있으며, 최대 방수성을 발휘할 수 있습니다.

XJY-707 하이드라이드 말단 폴리디메틸실록산

천연 및 합성 섬유 직물용 고성능 방수 및 연화제로 사용될 수 있습니다.

(4) 농업

실리콘 계면활성제의 향상된 확산성은 비료 첨가제로 사용되어 작용을 통해 토양 물성을 개선하고 비료 흡수 및 방출을 촉진함으로써 비료 이용률을 향상시키고 비료 낭비를 줄이는 데 활용될 수 있습니다. 실리콘 계면활성제의 비료 적용은 일반적으로 비료 입자를 캡슐화하는 방식으로 이루어지며, 이를 통해 토양 내에서 지속적으로 서서히 영양분을 방출할 수 있게 합니다. 동시에 실리콘 계면활성제는 토양 내 비료 손실을 줄여 환경 오염을 감소시키고 환경 보호에 기여할 수 있습니다.

XJY-703 헵타메틸트리실록산 

이는 농약 첨가제, 코팅 보조제 및 연성 폴리우레탄 폼에 사용되는 특정 구조의 계면활성제인 폴리알킬 에폭시 변형 헵타메틸트리실록산의 합성 기초 원료입니다.

XJY-207 폴리알킬렌옥사이드 변형 헵타메틸트리실록산

XJY-207 폴리에테르 변형 헵타메틸트리실록산-폴리에테르 변형 실리콘 오일은 널리 사용되는 실리콘 계면활성제로, 농업 분야에서 농약의 표면 확산 효과를 개선하고 확산 성능을 향상시켜 약효를 제고하는 데 광범위하게 사용됩니다.

(5) 기타 응용 분야:

실리콘 오일은 낮은 표면 장력으로 인해 청소 및 광택제에 사용될 수 있으며, 물질 표면에 빠르고 균일하게 피막을 형성할 수 있습니다.

실리콘 제품의 피부와의 우수한 상용성은 실리콘 함유 크림이 특정 피부 질환에 대해 특별한 치료 효과를 가지도록 합니다. 실리콘 함유 화상 및 데인 상처용 연고를 제작할 수 있습니다.

실리콘 첨가제는 피혁 표면의 아미노기 및 카르복실기와 가교 반응하여 얇은 막을 형성할 수 있으며, 이 막의 존재로 인해 피혁 표면이 광택 있고 방수 및 통기 특성을 갖추게 되어 피혁 광택제로도 활용될 수 있습니다.

4. 실리콘 계면활성제의 문제점은 무엇인가?

(1) 환경의 영향으로 중성 환경에서 사용하기 적합하며, 5-8의 pH 범위가 권장됩니다. 약산 및 약알칼리; 강산 및 알칼리성 매질은 탄소 및 산소 사슬의 파괴를 야기합니다.

(2) 실리콘 계면활성제는 기존 계면활성제에 비해 표면장력을 현저히 감소시킬 수 있지만, 유화, 분산 등에 대한 시너지 효과는 거의 없으며 심지어 부작용을 일으킬 수 있습니다.

(3) 유기실리콘 계면활성제의 가수분해 안정성은 높지 않으며, Si-O-Si 결합은 가수분해와 축합이 쉽게 일어나 실리콘 계면활성제의 구조적 손상과 성능 소실을 초래합니다.

5. 실리콘 계면활성제의 문제를 어떻게 해결하는가?

(1) 폴리실록산 내 폴리에테르 도입(에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 기반과 결합)과 같은 변형, 특히 폴리에틸렌 글리콜 에테르 도입 등으로 인해 폴리실록산이 물에 용해될 수 있으며, 화장품 베이스 소재와의 우수한 상용성을 갖도록 하여, 실리콘 화합물이 물에 용해되기 어렵고 유화가 쉽지 않은 문제를 해결합니다.

(2) 폴리에테르 개선을 위한 네 번째 용액의 가수분해 안정성을 위해, 유리 폴리에틸렌 글리콜 함량을 감소시키고 말단 하이드록시기를 차단합니다; 친유성 그룹의 분자량을 향상시켜 실리콘 계면활성제의 수용성을 낮추며, 주사슬에 Si-Si 또는 Si-C-Si를 도입합니다.

6. 실리콘 계면활성제는 어떻게 더 뛰어난 성능을 발휘합니까?

실리콘 계면활성제는 많은 독특한 장점을 보유하고 있으며, 일상 화학 산업에서 광범위하게 활용됩니다. 정밀 화학 산업의 발전과 더불어, 실리콘 계면활성제는 더욱 넓은 발전 가능성을 가질 것으로 기대됩니다. 귀사의 제품 경쟁력을 향상시키는 방법은 무엇입니까?

XJY 실리콘 는 선도적인 실리콘 MQ 수지 그리고 VMQ 실리콘 중국 내 제조업체로서 실리콘 산업 분야에서 30년 이상의 연구 개발 및 제조 경험과 15건 이상의 관련 특허 및 기술 지원을 보유하고 있습니다. 당사는 실리콘 원료 제품 수요를 충족시킬 수 있으며 실리콘 계면활성제 다양한 맞춤형 솔루션 제공을 지원합니다.