1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.硅油的简介

硅油（silicone）又称为硅酮，学名聚硅氧烷，是指聚二甲基硅氧烷和它的一系列衍生物。它属于高分子聚合物，是一类无油腻感的合成油和蜡。在生活中，我们所用的化妆品也常常用到它。硅油的结构通式：

图1 硅油结构通式

其中R1、R2、R3可以是相同的有机基团，也可以分别为不同的有机基团，如甲基、乙基、苯基、乙烯基、甲氧基、乙氧基和氢。因为这些基团的不同，因而构成了不同的有机硅油。

2.改性硅油

2.1改性硅油结构

在硅油的基础上，能够取得更多的突破，制出用途更为广泛的改性硅油。硅油经过进一步反应，下图是最简单的聚二甲基硅氧烷，其聚二甲基硅氧烷中的部分甲基被碳官能基、特殊有机基或聚醚链段取代，可以制得各类改性硅油。

图2 改性硅油结构

2.2改性硅油的性能

改性硅油保留了聚二甲基硅氧烷的耐高低温性、憎水性及生理惰性，还赋予其新的特性，比如与有机聚合物的相容性、水和醇的溶解性、易乳化性、润滑性、柔软性、吸附性及更优异的表面活性。^[1]

2.3改性硅油的分类

改性硅油的分类具体分为：氨基硅油、环氧改性硅油、羧基改性硅油、醇基改性硅油、酚基改性硅油、巯基改性硅油、丙烯酰氧基及甲基丙烯酰氧基改性硅油、甲基长链烷基硅油、甲基三氟丙基硅油、聚醚改性硅油^[2]。在日化，塑料，造纸，农业领域应用广泛。^[3]

表1 各种改性硅油的结构与应用

3.聚醚改性硅油

3.1聚醚改性硅油性质

聚醚改性硅油是采用聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚而成的一种性能独特的有机硅非离子表面活性剂。它是一种含有聚硅氧烷和聚醚结构的高分子化合物，通过在活性聚硅氧烷的支链或链端接上聚醚链段而得到。^[4] 聚醚改性有机硅有Si#8212;O#8212;C型和 Si#8212;C 型两种结构 ^[5]它具有很多特性优点与功能，在实际生活中运用极广。与如下几点性能与应用1. 具有良好的润滑性，适于制作高档切削液。2、具有更低的表面张力，适用作防雾剂。3、所合成的聚醚改性硅油不失为高档棉织物理想的舒适性整理剂^[6]。4、良好的流平性，适于在多种树脂(聚氨酯用树脂、油漆用树脂、塑料用树脂等)添加，可很好地改善这些树脂 的分子间的应力，克服这些树脂本身的缺点，获取新的性能5、它具有较好的破乳性，适用于某些特定场合的油水分离。6、在其它新领域的应用。 本产品与聚二甲基硅氧烷相比，可以任意比例与水互溶，也与极性有机溶剂如醇、DMF、醚、酯等互溶，与甲苯、烷烃等非极性溶剂部分或完全相溶，使用时很方便。

3.2聚醚改性硅油合成方法

使用硅氢加成的方式来制备聚醚改性硅油。以含氢硅油与烯丙基聚醚(F－6)在氯铂酸催化剂作用下，加热，通过硅氢加成反应，合成了一种聚醚改性硅油。^[7]普通有机硅表面能较低，难溶于有机溶剂和水。对硅油进行聚醚改性既可以克服这一缺点，也可以得到表面活性低这优点。通过亲水性聚醚的接枝改性，将含 C=C 键聚硅氧烷与含Si-H 键的聚醚进行加成反应。^[8]硅氢加成是指含有Si-H键的化合物与不饱和的有机化合物发生加成反应生成有机硅化合物的一类反应。硅氢加成反应的三大催化机理有自由基加成机理、离子加成机理、配位加成机理。^[9] 近几年我们对硫配位的高分子铂络合催化剂进行了研究^[10],得到了一些有意义的结果。此次试验，用均相催化剂：氯铂酸对烯烃或炔烃的硅氢加成反应具有很高的催化活性。^[11]试验中，拟采用不同含氢量的含氢硅油与聚醚F6在铂氢酸异丙醇溶液^[12]催化作用下加热搅拌进行硅氢加成反应得到产物，其中的过程通过接枝改性完成。其反应机理如下图^[13]：

图3 聚醚改性硅油合成

其中，很多因素都会影响到反应最终产物的形成与功能性质。例如：催化剂的量，反应物含氢硅油的含氢量的多少，温度，聚醚的种类，两种反应物含氢硅油与聚醚的比例。这也是本次实验具体研究的对象。文献表明得出了最优化的反应条件为：催化剂的质量分数为1.5*10^-5，温度105℃，n（聚醚）:n（硅油）＝1.20:1.00。^[4]其中催化剂量不是越多越好，因为铂的昂贵，且量过大时，会导致产品色泽加深^[4]，影响产物的性能。温度也是一样，虽然温度越高，速率和转化率也会提升，但到达一定的限度后，会适得其反。之后，还要用聚醚F6与HM-004共改性硅油合成。通过不断的控制变量来确定它的最佳条件和各因素对反应产物及过程的影响。最终还将通过各种检测仪器和方案来研究各类因素对产物的影响。其中含氢量的测定采用化学滴定法^[13],其原理是:硅氢键与溴在酸性条件下反应生成溴化氢,过量溴与碘化钾反应,析出的碘以硫代硫酸钠滴定。^[14] 然后用红外光谱仪对分子结构进行鉴定与分析。用核磁共振氢谱的方法:产物经减压蒸馏提纯后,用核磁共振波谱仪进行测定,溶剂为 CDCl3,内标为四甲基硅烷。^[15]

3.3在消泡剂中的应用

现实工业生产中，泡沫会给生产带来许多麻烦。自国内的诸多方面：化工、纺织、印染、造纸、食品、医药、涂料、发酵、纤维合成，金属加工^[16]等各个领域都需要消泡剂。消灭有害的泡沫可以利用静置、减压、加温或加压^[17]等办法。但当需要在短时间内,要迅速而有效地消除泡沫时,就需要借助于添加消泡剂。聚醚改性硅油在消泡剂的作用举足轻重。甲基硅油消泡剂是较早开发的一类广普型消泡剂，具有优良的消泡活性、生理惰性、环境友好等显著优点^[18]。作为消泡剂，第一，要有化学惰性，不能太过活泼，这样达不到所需效果，其次，要含低表面张力的化合物，是泡沫有薄弱点，利于消泡，而且不能够被表面活性剂所溶解。有机硅油是最好的材料。它吸附于溶液表面,使局部表面张力降低,表面压增高,铺展,带走表面下邻近液体,让液膜变薄，从而使泡破灭^[18][19]。但有机硅油价格昂贵，因此，经过人类的研究，通过乳化及接枝作用，赋予了二甲基硅油良好的除泡作用，制成了如今运用广泛的有机硅消泡剂。

参考文献

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

研究问题

1.了解合成聚醚改性硅油的方法。

2.以不同氢含量的含氢硅油与聚醚f6，通过硅氢加成反应制备不同结构的聚醚改性硅油产品。