1 硅油概況
硅油是一種不同聚合度鏈狀結(jié)構(gòu)的聚有機(jī)硅氧烷。 它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初縮聚環(huán)體，環(huán)體經(jīng)裂解、精餾制得低環(huán)體，然后把環(huán)體、封頭劑、催化劑放在一起調(diào)聚就可得到各種不同聚合度的混合物， 經(jīng)減壓蒸餾除去低沸物就可制得硅油。
最常用的硅油， 有機(jī)基團(tuán)全部為甲基， 稱甲基硅油。 有機(jī)基團(tuán)也可以采用其它有機(jī)基團(tuán)代替部分甲基基團(tuán)，以改進(jìn)硅油的某種性能和適用各種不同的用途。常見的其它基團(tuán)有氫、乙基、苯基、氯苯基、三氟丙基等。近年來，有機(jī)改性硅油得到迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多具有特種性能的有機(jī)改性硅油。
硅油一般是無色（或淡黃色） ，無味、無毒、不易揮發(fā)的液體。硅油不溶于水、甲醇、二醇和 - 乙氧基乙醇，可與苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶，稍溶于丙酮、二惡烷、乙醇和了醇。它具有很小的蒸汽壓、較高的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)、較低的凝固點(diǎn)。隨著鏈段數(shù) n 的不同，分子量增大，粘度也增高，固此硅油可有各種不同的粘度，從 0.65 厘沲直到上百萬厘沲。如果要制得低粘度的硅油，可用酸性白土作為催化劑， 并在 180℃溫度下進(jìn)行調(diào)聚，或用硫酸作為催化劑，在低溫度下進(jìn)行調(diào)聚，生產(chǎn)高粘度硅油或粘稠物可用堿性催化劑。
硅油按化學(xué)結(jié)構(gòu)來分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙基含氫硅油、羥基含氫硅油、含氰硅油等；從用途來分，則有阻尼硅油、擴(kuò)散泵硅油、液壓油、絕緣油、熱傳遞油、剎車油等。
硅油具有卓越的耐熱性、電絕緣性、耐候性、疏水性、生理惰性和較小的表面張力，此外還具有低的粘溫系數(shù)、 較高的抗壓縮性） 有的品種還具有耐輻射的性能。
2 硅油種類
2.1 二甲基硅油，甲基硅油，聚二甲基硅氧烷
1）結(jié)構(gòu)式
2）性質(zhì)
又稱甲基硅油。 分子主鏈由硅氧原子組成， 與硅相連的側(cè)基為甲基。 25℃下
的黏度范圍為 10～200 000mm2/s。相對密度 d4200.93～0.975。折射率 nD201.390～
1.410。無色透明、無毒無嗅的油狀物。具有優(yōu)異的電絕緣性能和耐熱性，閃點(diǎn)
高、凝固點(diǎn)低，可在 -50～+200℃溫度范圍內(nèi)長期使用。黏溫系數(shù)小，壓縮率大，表面張力小， 憎水防潮性好， 比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)小。 可由二甲基環(huán)硅氧烷在催化劑存在下與六甲基二硅氧烷進(jìn)行調(diào)聚反應(yīng)來制取。 其粘度隨分子中硅氧鏈節(jié)數(shù) n 值的增大而增高， 從極易流動(dòng)的液體， 直至稠厚的半固體。 具有優(yōu)異的電絕緣性和耐熱性。
3）應(yīng)用領(lǐng)域
塑料和橡膠的成型加工以及食品生產(chǎn)中用作長效脫模劑。 還可用作多種材料間的高低溫潤滑劑。 制造內(nèi)潤滑塑料的添加劑。 用二甲基硅油處理過的玻璃、 陶瓷、金屬、水泥等制品不僅憎水，而且抗蝕、防霉、表面光滑?；瘜W(xué)、制藥、食
品等部門廣泛用作熱載體和高效消泡劑。 精密機(jī)械和儀器儀表中用作防震阻尼材料。電器和電子工業(yè)用作耐高溫介電液體。還廣泛用作汽車、家具、地板從皮革的拋光劑，泵、制動(dòng)器、汽缸等的液壓油。
2.2二乙基硅油，聚二乙基硅氧烷
1）結(jié)構(gòu)式
2）性質(zhì)
分子主鏈由硅、 氧原子組成， 與硅相連的側(cè)基為乙基。 20℃下的黏度范圍為8～160 000mm2/s，相對密度 0.95～1.06。無色透明，無毒無嗅的油狀物。與二甲基硅油性能相似， 但耐高溫性和抗氧化性稍差， 耐低溫性和潤滑性比二甲基硅油好，長期使用溫度為 -70～ +150℃。具有防水性能好、耐化學(xué)腐蝕、黏溫系數(shù)小、蒸氣壓低、可壓縮性大、表面張力小等特性，能與礦物潤滑油互溶。由二乙基二乙氧基硅烷和三乙基乙氧基硅烷共水解縮合、催化平衡來制取。
3）應(yīng)用
具有比二甲基硅油更好的潤滑性能，廣泛用于各種精密儀器儀表、 精密機(jī)械設(shè)備、速度測量機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、通用儀器、鐘表、軸求和各種摩擦組件的潤滑沿。在食品工業(yè)、塑料加工、橡膠制品和金屬鑄造等方頂用作脫模劑。還可用于氣流表、電流麥、速度表的軸承防震，消除指針的顫動(dòng)。用其灌注或浸漬的電容器，具有極穩(wěn)定的工作特性，是理想的液體絕緣材料。此外，還可用作消泡劑、防水劑和拋光劑等。
2.3 苯甲基硅油，聚甲基苯基硅氧烷
1）結(jié)構(gòu)式
2）性質(zhì)
學(xué)名聚甲基苯基硅氧烷液體。無色或淡黃色透明液體。密度 1.0l-1.08g/cm3。折射率 1.425-1.533，表面張力約在 2.1 ×10-4 ～2.85 ×10-4N/cm。物理性質(zhì)隨分子量變化而異。苯基含量提高，密度和折射率增大。低苯基含量的凝固點(diǎn)低于-70℃。中苯基和高苯基含量的熱穩(wěn)定性提高，并具有優(yōu)良的耐輻射性。無毒。 250℃熱空氣中的凝膠化時(shí)間為 1750h，還具有良好的耐輻照性能及高的氧化穩(wěn)定性、耐熱性、耐燃性、抗紫外性和耐化學(xué)性?？捎砂思谆h(huán)四硅氧烷、二甲基四苯基二硅氧烷、甲基苯基二乙氧基硅烷的水解物在催化劑存在下進(jìn)行調(diào)聚反應(yīng)來制取。
3）應(yīng)用
廣泛用作發(fā)用及膏霜類化妝品的基質(zhì)原料。 成膜能力強(qiáng)，對皮膚和眼睛的刺激性小，對人體安全，可用作面膜成膜劑、 頭發(fā)調(diào)理劑。 因具有優(yōu)良的耐輻射性，也被大量用于防曬霜等護(hù)膚防曬類化妝品。用作潤滑油、熱交換液、絕緣油、氣液相色譜的載體等。用于絕緣、潤滑、阻尼、防震、防塵及高溫?zé)彷d體等，是電子儀表的理想液態(tài)阻尼介電液。
2.4 甲基含氫硅油
1） 結(jié)構(gòu)式
2） 性質(zhì)
無色透明油狀物，黏度一般為 (1～5) ×10-2Pa?s，相對密度 0.98～1.10，折射率 1.390～1.410，氫含量 0.8％～ 1.4％。在醇堿作用下， Si-H 鍵斷裂，放出氫氣。在鉑催化劑作用下， Si-H 鍵可與鏈烯烴進(jìn)行加成反應(yīng)。當(dāng)溫度大于 50℃時(shí)，可與含環(huán)氧基的化合物反應(yīng)， 具有良好的成膜性能。 可由甲基二氯硅烷和三甲基氯硅烷共水解縮合來制取。
3） 應(yīng)用
用作防水處理劑， 也可用作橡膠和塑料工業(yè)的脫模劑、 紙張和包裝材料的防粘劑。
2.5 苯基硅油
1）結(jié)構(gòu)式
2）性質(zhì)及應(yīng)用
苯基硅油的粘度低，凍點(diǎn)低，耐熱性好，閃點(diǎn)高，膨脹系數(shù)小，以及優(yōu)異的電氣性能。用于大型電力電容器的絕緣浸漬劑及血漿袋、 輸液袋的隔離防粘添加劑，外科用藥的基礎(chǔ)油料，化妝品及護(hù)膚、防凍瘡等油料添加劑等。還可以用于絕緣、潤滑、阻尼、防震、防塵以及高溫?zé)彷d體。
2.6 乙基含氫硅油
無色透明油狀物，黏度一般為 1～5×10-2pa?s。相對密度 0.98～1.10。折射率1.390～ 1.420，氫含量 0.8％～ 1.2％。在醇堿作用下， Si—H 鍵斷裂，放出氫氣。在鉑催化劑作用下， Si—H 鍵可與鏈烯烴進(jìn)行加成反應(yīng)。在有機(jī)金屬化合物存在下，可交聯(lián)成膜， 具有優(yōu)良的憎水防潮性能。 可由乙基二氯硅烷和三乙基氯硅烷共水解縮合來制取。廣泛用于紡織、皮革、陶瓷璃和建材的防水處理，也可用作橡膠制品的脫模劑和織機(jī)潤滑油添加劑。
2.7 甲基乙烯基硅油
外觀：無色透明液體
粘度： 50cs-150000cs
乙烯基含量： 1.0%-8%
用途：用于硅橡膠做增強(qiáng)、 增硬使用，也可以作為液體加工型硅橡膠的基膠。
2.8 甲基乙氧基硅油
1）性質(zhì)
甲基乙氧基硅油是在硅氧烷主鏈中引入活性基團(tuán)的甲基硅油 , 具有優(yōu)良疏水性 , 潤滑性 , 表面張力低 , 無腐蝕性 , 無毒無害 , 同時(shí)還具有硅酸鹽的某些特性 , 在一定條件下結(jié)網(wǎng)成膜。
2）應(yīng)用
主要用于干粉滅火劑的防水、防粘處理閉 , 建材的防水處理 , 石油化工、紡織、造紙、發(fā)酵、醫(yī)藥等行業(yè)的消泡處理。也可作為模具脫模劑使用。
2.9 羥基硅油
1）性質(zhì)
端基為羥基的線形聚二甲基硅氧烷，結(jié)構(gòu)式 HO[(CH 3 2n ～ 11 時(shí) ) SiO] H, N=5
2
一般為無色或淡黃色透明油狀物，黏度（ 25℃） ≤20mm/s，羥基含量 4%～8%，折射率 1.40～1.41。端羥基有反應(yīng)活性，在有機(jī)錫催化作用下可與含羥基或烷氧基化合物起縮合反應(yīng)。 用八甲基環(huán)四硅氧烷 （D4）在酸或堿作用下開環(huán)加水降解而成；也可用硅橡膠在高壓釜同加水、堿催化降解而成。
2）應(yīng)用
低黏度羥基硅油用作硅橡膠加工中的結(jié)構(gòu)控制劑，也用作紙張等防黏處理。高分子量的羥基硅油是雙組分室溫硫化硅橡膠的基膠。
3 有機(jī)硅乳液
有機(jī)硅乳液是硅油的一種形式。 下面從硅油織物柔軟整理劑和硅油乳液型消泡劑兩方面來介紹。
3.1 硅油織物柔軟整理劑
有機(jī)硅乳液主要是用作硅油織物柔軟整理劑。 第一代的有機(jī)硅織物整理劑是二甲基硅油和含氫硅油 （及其衍生物） 的機(jī)械混合物。 第二代的有機(jī)硅織物整理劑是羥基封端聚二甲基硅氧烷乳液， 它是由八甲基環(huán)四硅氧烷單體、 水、乳化劑、催化劑等原料在一定條件下進(jìn)行乳液聚合而成的。由于聚合和乳化是一步完成，因而具有工時(shí)短、工效高、設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，而得到的乳液又非常穩(wěn)
定，顆粒十分均勻、制得的聚合物兩端帶有活性基團(tuán)（羥基 ) 可以進(jìn)一步反應(yīng)成膜，有利于提高乳液的應(yīng)用效果，這是機(jī)械乳化硅油所不及的。
羥基硅油乳液按其所采用的表面活性劑不同又可分為陽離子、 陰離于、非離子、復(fù)合離子等幾種類型的乳液。
1） 陽離子型羥基硅油乳液
陽離于型羥乳聚合所采用的乳化劑一般是季胺鹽類 （國外文獻(xiàn)報(bào)道的是十八烷基三甲基氯化銨），催化劑為氫氧化銨。陽離子型羥乳可用于各種紡織品的后整理，具有改善織物手感、提高織物彈性及滑爽、挺括之性能；它的另一獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是織物的理想防水劑， 與甲基含氫硅油乳液并用， 防水性能及防水耐久性皆可達(dá)到相當(dāng)高的水平，可用作維綸篷蓋帆布的防水劑、滌卡布的防水劑等。
2) 陰離子型羥基硅油乳液
陰離子型羥乳的特點(diǎn)是在織物整理劑中配伍性好， 乳液十分穩(wěn)定。 尤其紡織品印染中的助劑大部份為陰離子型，若采用陽離子型羥乳往往容易引起破乳漂油，而陰離子型羥乳可以避免此弊病，所以更受用戶單位歡迎，用途十分廣泛。
3) 復(fù)合離子型羥基硅油乳液
陽離子型羥乳雖然是一種優(yōu)良的織物柔軟整理劑， 但這種乳液不耐硬水， 還不能與二羥甲基二羥基乙烯脲樹脂（ 2D）樹脂、催化劑氯化鎂和陰離子型增白劑同浴使用，因此在使用上有一定的局限性。此外，由于乳液穩(wěn)定性差，有機(jī)硅高聚物易從乳液中分離出來，漂在液面上，俗稱 "漂油 "。若在乳液聚合過程中，采用陽離子型與非離子型乳化劑進(jìn)行復(fù)配， 則可克服陽離子型乳化劑制備羥基硅油乳液的缺點(diǎn)， 制得的有機(jī)硅乳液能耐硬水、能與 2D 樹脂、氯化鎂和增白劑 VBL 等同浴使用，并具有良好的耐熱性和耐冷凍性。
4) 非離子型羥基硅油乳液
非離子型羥乳比離于型羥乳的適應(yīng)性強(qiáng)， 穩(wěn)定性更好，因此許多國家都大力研究非離子型羥乳。如瑞士汽巴嘉基公司生產(chǎn)的新產(chǎn)品 UltrateX FSA ，是一種分子量在 20 萬以上的羥基封頭聚二甲基硅氧烷的非離子型乳液，比美國陶康寧公司的 Dc-1111 陰離子型羥乳前進(jìn)了一步。
5) 其它活性基團(tuán)的有機(jī)硅整理劑
為了適應(yīng)各類織物高級整理的需要， 改善有機(jī)硅整理織物的抗油污、 抗靜電和親水性能，并使化纖織物具有天然織物的許多優(yōu)點(diǎn)， 有機(jī)硅工作者研究了在有機(jī)硅分子上引入其它活性基團(tuán)如氨基、酰胺基、酯基、氰基、羧基、環(huán)氧基等。
這些基團(tuán)的引入使有機(jī)硅織物整理劑具有特殊的效果， 例如，有機(jī)硅分子引入氨基適于毛織品的防縮和柔軟整理； 引入酰胺基適于防污整理， 柔軟性也大有提高：引入氰基耐油性好， 聚氧化乙烯醚和有機(jī)硅的共聚物防靜電效果良好； 有機(jī)氟改性的有機(jī)硅具有拒油、防污、防靜電、拒水等許多優(yōu)點(diǎn)。
3.2 硅油乳液型消泡劑
硅油乳液型消泡劑一般為水包油型（ O/W）乳液，即水是連續(xù)相，硅油是非連續(xù)相。它是將硅油、乳化劑及增稠劑等進(jìn)行預(yù)混，然后逐步加水?dāng)噭?，最后在膠體磨中反復(fù)研磨直至得到合乎要求的乳液。
硅油乳液型消泡劑是有機(jī)硅消泡劑中使用面最廣、用量最大的一種消泡劑。
它的特點(diǎn)是易分散在水體系中， 可廣泛用作水相體系的消泡劑。 使用時(shí)，將乳液直接加入起泡體系中， 即可獲得良好的消泡效果。 為提高乳液的消泡效果及計(jì)量的準(zhǔn)確性，一般不直接使用 10％以上的濃硅油乳液：而是先將其用涼水或直接用起泡液稀釋至 10％以下使用。禁忌使用過熱或過冷的液體稀釋，否則將引起乳液破乳。乳液稀釋后穩(wěn)定性會(huì)變差，存放過程也可能發(fā)生分層（漂油）現(xiàn)象，也即破乳。故稀釋后的乳液宜盡快用完。 如果需要，可加入增稠劑以提高乳液的穩(wěn)定性。對于間歇操作過程， 硅油乳液可以在體系運(yùn)轉(zhuǎn)前一次加入， 也可采用分批補(bǔ)加的方式； 對于連續(xù)操作過程， 硅油乳液應(yīng)在系統(tǒng)的適當(dāng)部位連續(xù)地或間斷地加入。
使用乳液型消泡劑時(shí)， 特別要考慮起泡體系的溫度及酸、 堿性等條件， 因?yàn)楣栌腿橐罕容^嬌氣， 超過它的使用范圍， 乳液就會(huì)過早破乳， 變成低效或無效（硅油乳液的用量，一般為起泡液重量的 10～ 10Oppm（按硅油計(jì)）。當(dāng)然、特殊情況下也有少于 10ppm 和多于 100ppm 的。其最宜用量主要是通過試驗(yàn)來確定。
一般的硅油乳液型消泡劑大多為水包油型。 根據(jù)硅油種類的不同， 硅油乳液型消泡劑有如下幾種類型：
1）以二甲基硅油為主體的硅油乳液
這類消泡劑是由二甲基硅油加上乳化劑和水等配制而成，可廣泛應(yīng)用于發(fā)酵、食品、造紙、纖維、制藥、合成樹脂等方面。
2) 以甲基乙氧基硅油為主體的硅油乳液
這類消泡劑是由甲基乙氧基硅油及配合劑制成。
3) 以乙基硅油為主體的硅油乳液
近年來，有機(jī)硅消泡劑正朝著有機(jī)硅一聚醚嵌段共聚 （或接枝共聚） 方向發(fā)展。這類消泡劑由于兼具有機(jī)硅和聚醚的特性， 因而使消泡力大大提高； 有機(jī)硅一聚醚共聚型消泡劑又可稱為自乳化型的有機(jī)硅消泡劑， 它是在有機(jī)硅分子鏈中嵌段（或接枝）親水性的氧化乙烯鏈或氧化乙烯氧化丙烯鏈， 使疏水的硅氧烷部分與親水的聚醚結(jié)合在一起， 這樣的分子具有較大的極性， 作為消泡劑來說鋪展系數(shù)大，能在發(fā)泡介質(zhì)中分散均勻，消泡效力高，是一類新型的高效消泡劑。這
類無須使用乳化劑的自乳化硅油， 消泡效果對某些體系來說是相當(dāng)滿意的， 它特別適用于那些不宜使用一般硅油乳液和一般硅油乳液難于勝任的場合。
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