Почему стоит выбрать силиконовый сурфактант?

Силиконовые соединения используются в промышленности с 1960-х годов и широко развиваются с 1980-х годов. Раньше они применялись в неводных системах, но в последние годы внимание сместилось на водные растворы. Силиконовые сурфактанты могут превосходно проявлять себя в нескольких областях применения. Почему выбирают силиконовые сурфактанты?

По сравнению с традиционными ПАВ, силиконовые поверхностно-активные вещества (анионные силиконовые ПАВ и катионные ПАВ) обладают более высоким поверхностным натяжением и лучшей проницаемостью, что позволяет эффективнее улучшать смачиваемость поверхности объектов. Молекулярная структура силиконовых ПАВ содержит связи Si-O-Si, обеспечивающие превосходную термостойкость. Они сохраняют хорошую поверхностную активность даже в условиях высоких температур. Силиконовые ПАВ широко применяются во многих областях, включая полиуретановые выравниватели, вспомогательные компоненты покрытий, текстильные вспомогательные вещества, смачивающие агенты, агрохимикаты и другие сферы.

Следующие шесть аспектов силиконовых сурфактантов:

• Что такое силиконовые сурфактанты?
• Каковы свойства силиконовых сурфактантов?
• Каково применение силиконовых сурфактантов?
• Каковы проблемы силиконовых сурфактантов?
• Как решить проблему силиконовых поверхностно-активных веществ?
• Как силиконовые поверхностно-активные вещества демонстрируют более высокую эффективность?

1. Что такое силиконовые сурфактанты?

Силиконовые поверхностно-активные вещества обычно состоят из силоксановых групп в качестве гидрофобных компонентов, цепи полиоксиэтилена, карбоксильных, кетонных, аминогрупп, эпоксидных и других полярных групп в качестве гидрофильных компонентов, то есть более одной полярной группы, соединенной с основной цепью базового силиконового кислорода. Силиконовые поверхностно-активные вещества можно разделить на анионные и катионные силиконовые поверхностно-активные вещества.

Силиконовые поверхностно-активные вещества не имеют линейной структуры, характерной для многих традиционных ПАВ, а обладают Т-образной структурой, состоящей из полностью метилированного силоксанового каркаса с одним или несколькими полиэфирными ответвлениями.

2. Каковы свойства силиконовых сурфактантов?

(1) Отличная способность снижать поверхностное натяжение

В силиконовых поверхностно-активных веществах преобладают мягкие связи Si-O; метильные группы с тремя атомами водорода могут свободно вращаться, что требует большего пространства, увеличивая расстояние между соседними молекулами силоксана, и межмолекулярные силы малы, что приводит к низкому поверхностному натяжению.

(2) Отличные свойства сверхсмачивания

Силиконовые поверхностно-активные вещества не только снижают межфазное натяжение на границе масло/вода, но и способны растекаться по низкоэнергетическим гидрофобным поверхностям (таким как поверхность полистирола), эта способность называется ‘суперсмачиванием’ или ‘суперрастеканием’ и может использоваться в качестве смачивающего агента.

Благодаря водородным связям между кислородом и полярными молекулами, сила взаимодействия между молекулами увеличивается, что приводит к распространению в виде мономолекулярного слоя, при этом водные силоксаны на полярной поверхности принимают конфигурацию “вытянутой цепи”.

(3) Физиологическая инертность

Силиконовые материалы не имеют токсичных побочных эффектов и биологической опасности. Обладают экологически чистыми характеристиками. Силоксановые поверхностно-активные вещества также физиологически инертны, поэтому при использовании в косметике и моющих средствах они очень безопасны и не вызывают загрязнения окружающей среды.

(4) Способность стабилизировать эмульсию

Некоторые привитые силиконовые поверхностно-активные вещества могут стабилизировать эмульсию в присутствии этанола и органических растворителей, чего не могут традиционные углеводородные ПАВ.

3. Каково применение силиконовых сурфактантов?

(1) Косметика

Сополимер полидиметилсилоксана и полиэфира является важным поверхностно-активным веществом в косметической промышленности; при дозировке от 0,15% до 5% (массовая доля) в водном растворе он способен снижать поверхностное натяжение косметических средств, что способствует лучшему распределению продуктов по поверхности кожи и волос.

(2) Средства личной гигиены

В шампунях чаще используются четвертичные аммониевые соединения. Это связано с тем, что полисилоксановые поверхностно-активные вещества имеют гидрофобные полисилоксановые звенья, а положительно заряженные четвертичные аммониевые соли обладают сильной адсорбцией на волосах.

(3) Стиральные порошки и аппретирующие средства

Силиконовое поверхностно-активное вещество само по себе обладает определенной гидрофобностью и может использоваться в качестве водоотталкивающего агента. Его полярные группы переориентируются, а неполярные метильные группы упорядоченно располагаются в самом внешнем слое волокна.

XJY-701 Полиметилгидросилоксан

Оно может сшиваться с образованием пленки при низких температурах под действием катализатора на основе металлической соли, образуя водоотталкивающую пленку на поверхности различных материалов и может использоваться в качестве сильного водоотталкивающего агента для тканей.

XJY-711 Сополимер метилгидросилоксана/диметилсилоксана с концевыми гидридными группами

После специального составления рецептуры его можно использовать в качестве сильного водоотталкивающего и отделочного агента для тканей, обеспечивая максимальную водоотталкивающую способность.

XJY-707 Гидрид-терминированные полидиметилсилоксаны

Его можно использовать в качестве сильного водоотталкивающего агента и смягчителя для тканей из натуральных и синтетических волокон.

(4) Сельское хозяйство

Усиленное растекание под действием силиконовых поверхностно-активных веществ можно использовать в качестве добавки к удобрениям для повышения эффективности их использования и сокращения отходов путем улучшения физических свойств почвы и содействия адсорбции и высвобождению удобрений. Применение силиконовых поверхностно-активных веществ в удобрениях обычно осуществляется путем инкапсуляции частиц удобрений, что позволяет им медленно и непрерывно высвобождать питательные вещества в почве. В то же время, силиконовые поверхностно-активные вещества также могут уменьшить потери удобрений в почве, снизить загрязнение окружающей среды и способствовать охране природы.

XJY-703 Гептаметилтрисилоксан 

Это основной материал для синтеза полиалкилэпоксид-модифицированного гептаметилтрисилоксана, который является поверхностно-активным веществом специфической структуры, используемым в добавках для пестицидов, вспомогательных веществах для покрытий, а также в гибком пенополиуретане.

XJY-207 Полиалкиленоксид-модифицированный гептаметилтрисилоксан

XJY-207 Полиэфир-модифицированный гептаметилтрисилоксан (полиэфир-модифицированное силиконовое масло) является широко используемым силиконовым поверхностно-активным веществом и находит широкое применение в сельском хозяйстве для улучшения поверхностного растекания пестицидов, повышения характеристик диффузии и, как следствие, эффективности препаратов.

(5) Другие области применения:

Силиконовое масло может использоваться в очищающих и полирующих средствах благодаря низкому поверхностному натяжению, что позволяет быстро и равномерно образовывать пленку на поверхности материалов.

Хорошая совместимость силиконовых изделий с кожей позволяет кремам, содержащим силикон, оказывать особый терапевтический эффект при некоторых кожных заболеваниях. Возможно создание силиконсодержащих мазей при ожогах и термических повреждениях.

Силиконовые добавки способны сшиваться с амино- и карбоксильными группами на поверхности кожи, формируя тонкую плёнку. Благодаря наличию этой плёнки поверхность кожи приобретает блеск, становится водостойкой и дышащей, а также может выступать в качестве осветляющего агента для кожи.

4. В чём заключается проблема силиконовых сурфактантов?

(1) Влияние окружающей среды делает продукт пригодным для использования в нейтральной или Слабая кислота и слабое основание; сильная кислота и щелочная среда приводят к разрушению углеродных и кислородных цепей.

(2) Кремнийорганические поверхностно-активные вещества способны значительно снижать поверхностное натяжение по сравнению с обычными ПАВами, однако оказывают незначительное синергетическое воздействие на эмульгирование, диспергирование и т.д., а иногда даже проявляют побочные эффекты.

(3) Гидролитическая стабильность кремнийорганических поверхностно-активных веществ невысока, при этом связь Si-O-Si легко гидролизуется и конденсируется, что приводит к структурным повреждениям и утрате функциональных свойств силиконовых ПАВов.

5. Как решить проблему силиконовых сурфактантов?

(1) Модификация, например введение полиэфира в полисилоксан (в сочетании с этиленоксидом, на основе пропиленоксида), особенно введение полиэтиленгликолевого эфира, так что полисилоксан становится растворимым в воде и приобретает хорошую совместимость с базовыми косметическими материалами, решая проблему затрудненной растворимости силиконовых соединений в воде и сложности их эмульгирования.

(2) Для повышения гидролитической стабильности раствора четыре усовершенствования полиэфира: снижение содержания свободного полиэтиленгликоля и блокирование концевой гидроксильной группы; повышение молекулярной массы липофильной группы, снижение водорастворимости силиконовых поверхностно-активных веществ, внедрение Si-Si или Si-C-Si в основную цепь.

6. Как силиконовые ПАВ работают лучше?

Силиконовые поверхностно-активные вещества обладают множеством уникальных преимуществ и широко применяются в бытовой химической промышленности. С развитием тонкой химической промышленности ожидается, что силиконовые ПАВ получат более широкие перспективы развития. Как повысить конкурентоспособность вашей продукции?

XJY Силиконы является одним из ведущих силиконовая смола MQ и Силикон VMQ производители в Китае, с более чем 30-летним опытом исследований и разработок и производства в силиконовой промышленности, а также с более чем 15 соответствующими патентами и технической поддержкой. Наш продукты из силиконового сырья может удовлетворить спрос на силиконовые поверхностно-активные вещества и поддерживать предоставление разнообразных индивидуальных решений.