Por que escolher surfactante de silicone?

Os compostos de silicone têm sido utilizados na indústria desde os anos 1960 e foram desenvolvidos em grande escala desde os anos 1980. Eles eram usados em sistemas não aquosos no passado, mas nos últimos anos têm sido focados em soluções aquosas. Os tensoativos de silicone podem se destacar em várias aplicações. Por que escolher tensoativos de silicone?

Em comparação com os tensoativos tradicionais, os tensoativos de silicone (tensoativos de silicone aniônicos e tensoativos catiônicos) possuem maior tensão superficial e melhor permeabilidade, podendo assim melhorar a molhabilidade da superfície dos objetos de forma mais eficaz. A estrutura molecular dos tensoativos de silicone contém ligações Si-O-Si, que proporcionam excelente resistência à temperatura, mantendo boa atividade superficial mesmo em ambientes de alta temperatura. Os tensoativos de silicone são amplamente utilizados em diversos campos, como agentes niveladores de poliuretano, auxiliares para revestimentos, auxiliares têxteis, agentes umectantes, agroquímicos e outros.

Os seguintes seis aspectos dos tensoativos de silicone:

• O que são tensoativos de silicone?
• Quais são as propriedades dos tensoativos de silicone?
• Quais são as aplicações dos tensoativos de silicone?
• Quais são os problemas dos tensoativos de silicone?
• Como resolver o problema dos surfactantes de silicone?
• Como os surfactantes de silicone apresentam melhor desempenho?

1. O que são tensoativos de silicone?

Os surfactantes de silicone são geralmente constituídos por grupos hidrofóbicos de siloxano, cadeias de polioxietileno, grupos carboxílicos, cetonas, amino, epóxi e outros grupos polares como grupos hidrofílicos, ou seja, mais de um grupo polar conectado à cadeia principal da base de silicone-oxigênio. Os surfactantes de silicone podem ser divididos em surfactantes de silicone aniônicos e surfactantes de silicone catiônicos.

Os surfactantes de silicone não possuem a estrutura linear de muitos surfactantes convencionais, mas apresentam uma estrutura em T, constituída por um esqueleto de siloxano completamente metilado, com uma ou mais caudas de poliéter.

2. Quais são as propriedades dos tensoativos de silicone?

(1) Excelente capacidade de reduzir a tensão superficial

Nos surfactantes de silicone, as ligações Si-O flexíveis são as principais; o grupo metil e os três átomos de hidrogênio associados, que possuem rotação livre, ocupam um espaço maior, aumentando a distância entre moléculas de siloxano vizinhas, o que resulta em forças intermoleculares reduzidas e, consequentemente, em baixa tensão superficial.

(2) Excelentes propriedades de super-molhabilidade

Silicone surfactants can not only reduce the interfacial tension of the oil/water interface but also in the low-energy hydrophobic surfaces (such as polystyrene surfaces) wetting expansion, this ability is called ‘super-wetting’ or ‘super spreading’, and can be used as wetting agent.

Because of the hydrogen bonding between oxygen and polar molecules, the force between molecules increases a spread into a monomolecular layer, aqueous siloxane lying on the polar surface “extended chain” configuration.

(3) Inerte fisiologicamente

Os materiais de silicone não apresentam efeitos colaterais tóxicos nem questões de biossegurança. Possuem características de respeito ao meio ambiente. Os surfactantes de siloxano também são fisiologicamente inertes, portanto, quando utilizados em cosméticos e detergentes, são muito seguros e não causam poluição ambiental.

(4) Capacidade de estabilizar emulsão

Alguns surfactantes de silicone enxertados podem estabilizar a emulsão na presença de etanol e solventes orgânicos, uma capacidade não disponível em surfactantes hidrocarbonetos tradicionais.

3. Quais são as aplicações dos tensoativos de silicone?

(1) Cosméticos

O copolímero de enxerto de polidimetilsiloxano e poliéter é um surfactante importante na indústria cosmética; quando a dosagem atinge de 0,15% a 5% (fração mássica) em uma solução aquosa, pode reduzir a tensão superficial do cosmético, o que favorece a difusão dos produtos cosméticos na superfície da pele e do cabelo.

(2) Produtos de higiene pessoal

Em produtos de shampoo, utilizamos mais compostos de amônio quaternário. Isso ocorre porque os surfactantes de polissiloxano possuem ligações de polissiloxano hidrofóbicas, e sais de amônio quaternário com carga positiva apresentam forte adsorção no cabelo.

(3) Detergentes para lavanderia e agentes de acabamento

O surfactante de silicone em si possui um certo grau de hidrofobicidade e pode ser utilizado como agente hidrorrepelente. Seus grupos polares são reposicionados e os grupos metila não polares são organizados de forma ordenada na camada mais externa da fibra.

XJY-701 Polimetil-hidrossiloxano

Pode ser reticulado para formar um filme a baixas temperaturas sob a ação de um catalisador de sal metálico, formando uma película hidrorrepelente na superfície de diversos tipos de substâncias, podendo ser utilizado como um agente hidrorrepelente pesado para tecidos.

XJY-711 Copolímero de Metil-Hidrossiloxano Terminado em Hidreto/Dimetilsiloxano

Pode ser utilizado como repelente de água de alta resistência e agente de acabamento para tecidos após formulação especial, podendo exercer a máxima repelência à água.

XJY-707 Polidimetilsiloxanos com Terminação em Hidreto

Pode ser utilizado como repelente de água de alta resistência e amaciante para tecidos de fibras naturais e sintéticas.

(4) Agricultura

O espalhamento aprimorado por surfactante de silicone pode ser utilizado como aditivo para fertilizantes, melhorando a utilização do fertilizante e reduzindo o desperdício, por meio da melhoria das propriedades físicas do solo e da promoção da adsorção e liberação do fertilizante. A aplicação de surfactantes de silicone em fertilizantes normalmente adota a forma de encapsulamento das partículas do fertilizante, permitindo que continuem a liberar nutrientes lentamente no solo. Simultaneamente, os surfactantes de silicone também podem reduzir a perda de fertilizante no solo, diminuir a poluição ambiental e desempenhar um papel na proteção ambiental.

XJY-703 Heptametiltrisiloxano 

É a matéria-prima para a síntese de Heptametiltrisiloxano modificado com polialquilo epóxi, que é um tipo de surfactante de estrutura específica utilizado em aditivos para pesticidas, auxiliares de revestimento e também em espuma de poliuretano flexível.

XJY-207 Heptametiltrisiloxano Modificado com Polialquilenóxido

XJY-207 Polyether-modified heptamethyltrisiloxane-polyether-modified silicone oil is a commonly used silicone surfactant and is widely used in agriculture to improve the surface diffusion effect of pesticides, improve the diffusion performance, and thereby improve the effectiveness of drugs.

(5) Outras aplicações:

O óleo de silicone pode ser utilizado em agentes de limpeza e polimento devido à sua baixa tensão superficial, que permite a formação rápida e uniforme de uma película sobre a superfície das substâncias.

A boa compatibilidade dos produtos de silicone com a pele faz com que cremes contendo silicone tenham efeitos terapêuticos especiais em algumas doenças dermatológicas. Também podem ser preparadas pomadas com silicone para queimaduras e escaldões.

Os aditivos de silicone podem estabelecer ligações cruzadas com os grupos amino e carboxilo na superfície do couro, formando uma película fina. A presença desta película confere ao couro um brilho superficial, impermeabilização e respirabilidade, podendo também atuar como agente de limpeza e brilho para couro.

4. Qual é o problema dos tensoativos de silicone?

(1) A influência do meio ambiente é adequada para uso em contextos neutros ou ácido fraco e alcalino fraco; meios de ácido forte e alcalino forte levam à destruição das cadeias de carbono e oxigênio.

(2) Tensoativos de silicone podem reduzir significativamente a tensão superficial em comparação com tensoativos convencionais, mas têm pouco efeito sinérgico sobre emulsificação, dispersão, etc., e até podem ter efeitos colaterais.

(3) A estabilidade hidrolítica dos tensoativos organossilícicos não é alta, e a ligação Si-O-Si é facilmente hidrolisada e condensada, o que leva à deterioração estrutural e ao desaparecimento do desempenho dos tensoativos de silicone.

5. Como resolver o problema dos tensoativos de silicone?

(1) Modificação, como a introdução de poliéter em polissiloxano (combinado com óxido de etileno, à base de óxido de propileno), especialmente a introdução de éter de polietileno glicol, assim o polissiloxano pode ser solúvel em água, e fazê-lo ter boa compatibilidade com os materiais básicos cosméticos, para resolver o problema de que os compostos de silício são difíceis de dissolver em água, não fáceis de emulsificar.

(2) Para a estabilidade hidrolítica da solução quatro para a melhoria do poliéter, reduzir o teor de polietileno glicol livre, e fechar a hidroxila terminal; melhorar o peso molecular do grupo lipofílico, reduzir a solubilidade em água dos tensoativos de silicone, a introdução de Si-Si ou Si-C-Si na cadeia principal.

6. Como os surfactantes de silicone apresentam melhor desempenho?

Tensoativos de silicone têm muitas vantagens únicas e são amplamente utilizados na indústria química diária. Com o desenvolvimento da indústria química fina, acredita-se que os tensoativos de silicone terão um espaço de desenvolvimento mais amplo. Como melhorar a competitividade dos seus produtos?

XJY Silicones é um dos principais resina de silicone MQ e Silicone VMQ fabricantes na China, com mais de 30 anos de experiência em P&D e fabricação na indústria de silicone, bem como mais de 15 patentes relacionadas e suporte técnico. Nossos produtos de matérias-primas de silicone pode atender à demanda por tensoativos de silicone e apoiar o fornecimento de soluções personalizadas diversificadas.