扫描下载客户端聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐的合成及应用--《华南理工大学》2010年硕士论文
聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐的合成及应用
【摘要】：聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐是在聚硅氧烷主链上引入聚醚磷酸酯改性基团而形成的一种新型阴离子型表面活性剂,具有优异的抗静电性、润湿性、平滑性、耐氧化稳定性、不挥发性、无毒副作用等综合性能,广泛应用于塑料、纺织工业、日用化妆品等领域。目前,国内还未形成大规模的商品化,文献报道的产品一般为40-80%的水溶液,不能用于有机体系,无机盐含量高,品种相对单一,也未对聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐和脂肪醇醚磷酸酯盐的应用性能作出比较。本文经过硅氢化、磷酸化、中和、浓缩等工艺,合成高浓度聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐表面活性剂,寻找工艺平稳控制的方法,深入探索了聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐组成和结构对产品应用性能的影响,通过聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐和脂肪醇醚磷酸酯盐应用性能的比较,对聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐的应用水平作出评价。
论文以高含氢硅油为原料,通过调聚法制备系列含氢硅油,然后用端烯基聚氧烯醚对含氢硅油进行接枝改性,接着由聚醚改性硅油与磷酸化试剂五氧化二磷进行磷酸酯化反应,而后水解、碱中和、脱水纯化,即制得高浓度的聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐。在上述合成中,通过调节各反应的主要影响因素,分别探讨其最佳的合成工艺条件,并制备出相应的中间体和产物。调聚反应中较佳反应条件为:物料摩尔比MM:202 =0.8:1,浓硫酸用量为物料总量的2%,反应温度60℃,反应时间4h。硅氢加成反应中较合适的条件为:采用滴加聚醚的投料方式(法Ⅰ),Si-H与C=C摩尔比1:(1.05—1.1),催化剂用量(以Pt计)为含氢硅油质量的30ppm,反应温度95-110℃,反应时间3-4h。在磷酸化和水解反应中,较佳的反应条件是:采用分批投P2O5的加料方式,后加水法,投料比为羟基:P2O5︰水=(1.8～2.1):1:(1～1.5),酯化温度70～80℃,酯化时间3-4h,水解温度70～80℃,水解时间2～3h,所得酸性磷酸酯的磷酸含量小于2%。水解后的酸性磷酸酯用50%NaOH溶液中和,甲苯为溶剂带水,采用刮膜蒸发器,85℃,0.09-0.1MPa真空度条件下浓缩,可以得到固含量达97%的聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐产品。
应用IR定量分析跟踪硅氢化反应中Si-H键浓度的变化;通过各反应前后原料与生成物的IR谱图对比,明确反应进展情况和产物的各特征峰。运用31P-NMR谱图分析了终产物分子结构方面的信息,可知PESP-Na分子中确实引入了磷酸根基团,产物是磷酸单酯、双酯、焦磷酸酯、无机磷酸盐等的混合物。
本文对产品的应用性能进行了系列测试,详细研究了反应产物组成、烯丙基聚醚结构、硅油/聚醚重量比对终产物性能的影响。结果表明,聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐的抗静电性能受单酯含量、亲水基比例影响显著。随单酯含量升高,亲水基比例增加,产品的抗静电性能变好;平滑性受单/双酯比例、硅油/聚醚重量比影响,随聚醚分子量减小,双酯含量升高,硅油/聚醚重量比增加,平滑性变好,单/双酯比例的影响远大于聚醚分子量的影响。与醇醚磷酸酯盐相比,聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐综合性能好,具有表面张力低,平滑性能好,低泡、耐热、与非极性溶剂相容性好等优点,适用于对这些方面有特殊要求的场合。可以调节原料分子结构,合成不同水/油溶解性的产品,拓宽其在更多领域的应用。
【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：TQ423.11【目录】：
摘要5-7Abstract7-14第一章 绪论14-30 1.1 聚醚改性硅氧烷磷酸酯的性能和应用14-15 1.2 聚醚改性硅氧烷磷酸酯的结构类型15-17 1.3 聚醚改性硅氧烷磷酸酯的合成17-27
1.3.1 生产工艺概述17
1.3.2 含氢硅油的合成17-18
1.3.3 烯丙基聚醚的合成18-19
1.3.4 硅氢加成反应19-23
1.3.4.1 聚醚改性硅油合成工艺概述19-20
1.3.4.2 Speier 催化剂的反应机理20-21
1.3.4.3 Speier 催化剂的结构组成21-23
1.3.5 聚醚改性硅油磷酸酯盐的合成23-27
1.3.5.1 磷酸酯的合成23-26
1.3.5.2 磷酸酯的水解26
1.3.5.3 磷酸酯的中和26-27 1.4 本课题的目的、意义、研究内容及技术路线27-30
1.4.1 目的和意义27-28
1.4.2 研究内容28
1.4.3 技术路线28-30第二章 含氢硅油的合成30-39 2.1 含氢硅油的合成30
2.1.1 主要原料30
2.1.2 合成操作步骤30 2.2 含氢硅油的分析30-31
2.2.1 化学滴定法测定含氢量30-31
2.2.2 运动粘度的测定31
2.2.3 GC-MS 分析31
2.2.4 粘均分子量的测定31 2.3 结果与讨论31-37
2.3.1 封端剂的影响32-33
2.3.2 催化剂用量的影响33-35
2.3.3 反应温度的影响35
2.3.4 反应时间的影响35-36
2.3.5 低沸点馏出物组成36-37 2.4 不同含氢硅油的合成37-38 2.5 本章小结38-39第三章 聚醚改性硅油合成39-50 3.1 聚醚改性硅油的合成39-40
3.1.1 主要原料39
3.1.2 合成操作步骤39-40 3.2 物化指标的测试40-41
3.2.1 羟值-邻苯二甲酸酐法40
3.2.2 运动粘度的测定40
3.2.3 表面张力的测定40
3.2.4 硅氢加成转化率的测定40-41 3.3 结果与讨论41-49
3.3.1 烯丙基聚醚结构的影响42-43
3.3.2 含氢硅油结构对加成反应的影响43
3.3.3 投料方式的影响43-44
3.3.4 投料比的影响44-45
3.3.5 催化剂用量的影响45-46
3.3.6 反应温度的影响46
3.3.7 反应时间对Si-H 浓度的影响46-47
3.3.8 添加剂的影响47
3.3.9 聚醚改性硅油红外光谱分析47-49 3.4 本章小结49-50第四章 聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐合成50-63 4.1 实验部分50-52
4.1.1 主要原料50
4.1.2 合成操作步骤50-51
4.1.3 磷酸酯组成测定方法51-52 4.2 结果与讨论52-61
4.2.1 磷酸化反应工艺及影响因素53-55
4.2.1.1 P_20_5的加料方式53
4.2.1.2 投料比的影响53-54
4.2.1.3 反应温度的影响54-55
4.2.1.4 反应时间的影响55
4.2.2 水解工艺及影响因素55-57
4.2.2.1 水添加时间和反应物组成55-56
4.2.2.2 加水量的影响56
4.2.2.3 水解温度的影响56-57
4.2.2.4 水解时间的影响57
4.2.3 磷酸酯技术指标57
4.2.4 中和反应工艺条件选择57-58
4.2.4.1 中和试剂的影响58
4.2.4.2 溶剂的影响58
4.2.5 浓缩工艺温度的选择58-59
4.2.6 PESP-Na 的制备59-60
4.2.7 聚醚改性硅氧烷磷酸酯及钠盐的红外光谱分析60
4.2.8 聚醚改性硅氧烷磷酸酯钠盐的~(31)P-NMR分析60-61 4.3 本章小结61-63第五章 聚醚改性硅氧烷磷酸酯盐的应用性能研究63-72 5.1 应用性能测试63
5.1.1 临界胶束浓度63
5.1.2 表面张力63
5.1.3 乳化性63
5.1.4 泡沫性63
5.1.5 抗静电性63
5.1.6 与水和有机溶剂的相容性63
5.1.7 耐热稳定性63 5.2 结果与讨论63-71
5.2.1 产品组成、用量与抗静电性能关系63-66
5.2.1.1 单酯含量与抗静电性能关系64
5.2.1.2 产品pH 值对抗静电性能的影响64-65
5.2.1.3 产品添加量与抗静电性能关系65-66
5.2.2 烯丙基聚醚结构对性能的影响66-70
5.2.3 硅油/聚醚重量比对抗静电性能的影响70
5.2.4 临界胶束浓度70-71 5.3 本章小结71-72结论与展望72-74参考文献74-78攻读硕士学位期间取得的研究成果78-79致谢79-80附录80
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
【参考文献】
中国期刊全文数据库
张琴芝,戴琴,陈方楠;[J];日用化学工业;1992年02期
蒋平平;[J];日用化学工业;1997年03期
苏科峰,尹红,陈志荣,鲁波;[J];日用化学工业;2001年06期
黄良仙;顾玲;杨百勤;杨刚;戴毅;安秋凤;;[J];日用化学工业;2008年02期
刘燕军;葛启;周存;王永刚;屈军华;;[J];纺织学报;2007年07期
凤怡,刘志强,郑强;[J];高分子材料科学与工程;2000年02期
王文波;申书昌;安红;;[J];光谱学与光谱分析;2006年04期
周志源;[J];合成纤维;1990年03期
叶楚平;[J];湖北大学学报(自然科学版);1999年04期
张月江;金一丰;王胜利;王新荣;马定连;;[J];精细化工中间体;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库
尹艳洪;黎松;夏磊;;[A];中国聚氨酯工业协会第十三次年会论文集[C];2006年
中国硕士学位论文全文数据库
王桂莲;[D];天津工业大学;2002年
王永刚;[D];天津工业大学;2002年
李辉;[D];广西大学;2005年
姜健;[D];北京化工大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库
高树理,柴孟贤,张明习;[J];工程塑料应用;2000年05期
史孝群,肖久梅,马文江,龚春秀;[J];工程塑料应用;2002年07期
刘运春;殷陶;陈元武;刘述梅;赵建青;傅轶;;[J];工程塑料应用;2009年02期
周利寅;贺英;张文飞;谌小斑;;[J];工程塑料应用;2009年03期
尹冰;霍冀川;刘才林;卢忠远;孔庆平;;[J];四川建筑科学研究;2009年02期
裘灵光;谢安建;沈玉华;周艺峰;;[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年06期
马祥梅;秦基楼;;[J];安徽化工;2009年01期
许晓光;;[J];安徽化工;2009年03期
陈晓明;;[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年05期
饶品华;徐菁利;张文启;肖稳发;;[J];安徽农业科学;2009年14期
中国重要会议论文全文数据库
方少明;唐佳友;周立明;高丽君;李慧斌;;[A];河南省化学会2010年学术年会论文摘要集[C];2010年
朱建华;杨振;金权;刘毛毛;权衡;;[A];“润禾杯”第八届全国印染后整理学术研讨会论文集[C];2011年
张旭;姜克娟;;[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
赵晓娣;姚金波;丁毅;府佳萍;;[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
黄玮;熊洁;高小铃;熊亮萍;许云书;傅依备;;[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集（第一卷·第8册）[C];2009年
苗青;金勇;张彪;曹志峰;马春彦;;[A];2010年全国皮革化学品会议论文集[C];2010年
魏斌;汪树军;刘红研;刘宁;;[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
杜井庆;高世桥;宁展;;[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集（Ⅲ）[C];2008年
衷敬和;姜其斌;黎勇;陈红生;蔡彬芬;;[A];第十届绝缘材料与绝缘技术学术会议论文集[C];2008年
周军昌;任玉娟;王绪荣;;[A];第一届广东纺织助剂行业年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库
陈平;[D];山东科技大学;2010年
李泉;[D];中国海洋大学;2010年
刘倞;[D];浙江大学;2010年
冯楠;[D];吉林大学;2011年
高晓燕;[D];吉林大学;2011年
徐志钮;[D];华北电力大学（北京）;2011年
彭兰勤;[D];兰州大学;2011年
王益珂;[D];山东大学;2011年
王灯旭;[D];山东大学;2011年
刁屾;[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
梁静;[D];南昌航空大学;2010年
陶磊;[D];南昌航空大学;2010年
黄振架;[D];浙江理工大学;2010年
梁秦秦;[D];浙江理工大学;2010年
郭静;[D];郑州大学;2010年
栾苗;[D];郑州大学;2010年
刘影;[D];安徽农业大学;2010年
郑翠英;[D];中国海洋大学;2010年
郑轩;[D];中国海洋大学;2010年
韩化雨;[D];中国海洋大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
石英华;[J];安徽化工;1996年02期
郑鹏武,王伟,高丽新;[J];鞍山钢铁学院学报;1998年04期
李燕云,尹振晏,朱严瑾;[J];北京石油化工学院学报;2003年01期
杨鋐,陈慕优;[J];表面活性剂工业;1994年03期
?泽辉;[J];表面活性剂工业;1997年01期
胡卫东,严春艳;[J];表面活性剂工业;1997年04期
汪多仁;[J];表面活性剂工业;1999年03期
张涑戎,刘翠华,张舰;[J];北京轻工业学院学报;2000年01期
程侣柏,吴致宁,孙喜富;[J];日用化学工业;1991年04期
张琴芝,戴琴,陈方楠;[J];日用化学工业;1992年02期
中国重要会议论文全文数据库
尹艳洪;黎松;夏磊;;[A];中国聚氨酯工业协会第十三次年会论文集[C];2006年
中国硕士学位论文全文数据库
刘灵芝;[D];天津工业大学;2000年
王桂莲;[D];天津工业大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
尤进茂;[J];今日科技;1994年07期
徐丽丽;陈中元;姜华;;[J];化学工程与装备;2010年07期
王贵军,陈建滨,崔宝玉,刘传沂;[J];化学工程师;1996年02期
孟纪文;于海军;赵永涛;;[J];辽宁化工;2008年08期
;[J];中国皮革;2001年09期
;[J];精细与专用化学品;2005年21期
陈科,何浩东;[J];上海化工;1999年10期
张志新;[J];塑料助剂;2002年02期
龙海燕;袁承业;;[J];有机化学;1985年04期
陈士夫,梁新,陶跃武,赵梦月;[J];感光科学与光化学;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库
李小菊;於海情;田嫚嫚;石德清;;[A];第六届全国磷化学化工学术讨论会论文摘要集[C];2003年
刘洋;危求仁;陈晓岚;李旭;屈凌波;赵玉芬;;[A];中国化学会第28届学术年会第19分会场摘要集[C];2012年
李冉;叶勇;赵玉芬;;[A];中国化学会第28届学术年会第19分会场摘要集[C];2012年
付晓丁;陈志林;;[A];2010年中国阻燃学术会议论文集[C];2010年
巨勇;肖强;纪三郝;赵玉芬;;[A];第六届全国磷化学化工学术讨论会论文摘要集[C];2003年
原玉锋;王浩然;于得海;曾军;;[A];2010年中国阻燃学术会议论文集[C];2010年
刘杰;高山俊;尹凯凯;张正楠;;[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（下册）[C];2010年
钱立军;;[A];2011年中国阻燃学术年会会议论文集[C];2011年
程涛;杨中强;何岳山;苏世国;;[A];2010年中国阻燃学术会议论文集[C];2010年
邹志量;夏延致;隋坤艳;全凤玉;纪全;郝晓丽;;[A];2010年中国阻燃学术会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库
作者为中石化南京化工厂高级工程师
梁诚;[N];中国化工报;2001年
省农科院直属试验场
省示范种鸡场
安慧;[N];河北科技报(农村版);2001年
赵永春;[N];中华合作时报;2000年
北京解放军302医院叶文华;[N];科技日报;2002年
李冰;[N];北京科技报;2002年
璇子;[N];中国工商报;2002年
徐忠苹;[N];中国化工报;2003年
;[N];光明日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库
李明罡;[D];吉林大学;2008年
韩丽君;[D];中国农业大学;2003年
陈俊;[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
王浩;[D];东华大学;2014年
黄东平;[D];南京师范大学;2007年
周延辉;[D];华南理工大学;2010年
张蓓;[D];天津大学;2007年
王静;[D];河北工业大学;2006年
葛娜;[D];吉林大学;2011年
孙小伟;[D];浙江理工大学;2012年
李顺;[D];湖南师范大学;2012年
刘琼宇;[D];华南理工大学;2013年
安华瑞;[D];陕西科技大学;2006年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
800-810-6613
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 知识超市公司
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线：400-819-82499
服务热线：800-810-91813
在线咨询：
传真：010-
京公网安备74号}