2、結(jié)果與討論

2.1 結(jié)構(gòu)表征

2.1.1 紅外光譜

PMHS和AAMS的紅外光譜結(jié)果見(jiàn)圖1.

由圖1可知,2 157.11 cm-1處是PMHS中Si—H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰,AAMS中Si—H的伸縮振動(dòng)特征峰消失,說(shuō)明Si—H 鍵已反應(yīng);AAMS 在1 665.26 cm-1處存在C C特征吸收峰,因n(Si—H)∶n(C C)=1∶1.2,聚醚過(guò)量.對(duì)于AAMS,3 504.34 cm-1處為—OH伸縮振   動(dòng)吸收峰;2 964.86 cm-1 處為—CH3 伸縮振動(dòng)吸收峰;2 870.48 cm-1處為—CH2—中C—H伸縮振動(dòng)吸收峰,1 456.60、1 374.04 cm-1 處為—CH2—中C—H 彎曲振動(dòng)吸收峰;1 259.99 cm-1處為Si—CH3中—CH3的彎曲振動(dòng)特征峰;1 102.96、1 016.42 cm-1處為Si—O—Si骨架中Si—O 伸縮振動(dòng)吸收峰;1 095~1 023 cm-1 處為Si—O 和C—O 鍵的彎曲振動(dòng)吸收峰(重合);20141.25px-1處為Si—C伸縮振動(dòng)吸收峰.這證實(shí)含氫硅油與2種不同結(jié)構(gòu)聚醚發(fā)生了接枝反應(yīng).

2.1.2 核磁共振氫譜

在n(Si—H)∶n(C C)=1∶1.2,聚醚過(guò)量的情況下制備AAMS,經(jīng)減壓蒸餾進(jìn)一步提純后的核磁共振氫譜如圖2所示.

由圖2可知,δ=4.7~4.9處未出現(xiàn)Si—H的氫質(zhì)子峰,而接枝聚醚中的氫質(zhì)子峰被記錄下來(lái)[16],δ=0~0.5處為Si—CH3中—CH3的氫質(zhì)子峰,δ=1.0處為聚醚中—CH2— 的氫質(zhì)子峰,δ =3.4~3.9 處為聚醚中—O—CH2—CH2—的氫質(zhì)子峰,δ=7.3處為CDCl3溶劑峰.

產(chǎn)物的紅外光譜和核磁共振氫譜說(shuō)明2種不同結(jié)構(gòu)聚醚已接枝到聚硅氧烷的主鏈上,符合預(yù)期結(jié)構(gòu).

2.2 工藝條件對(duì)Si—H轉(zhuǎn)化率的影響

2.2.1 反應(yīng)時(shí)間

在n(Si—H)∶n(C C)=1∶1.2,n(烯丙醇聚醚)∶n(烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚)=4∶1,催化劑用量為20 μg/g,溫度為95 ℃時(shí),考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)Si—H轉(zhuǎn)化率的影響,結(jié)果見(jiàn)圖3.

由圖3可以看出,隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),反應(yīng)轉(zhuǎn)化率逐漸增加.當(dāng)反應(yīng)7 h時(shí),再延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間轉(zhuǎn)化率增加的幅度較小,說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行完全,故適宜的反應(yīng)時(shí)間為7 h.

2.2.2 反應(yīng)溫度

反應(yīng)時(shí)間為7 h,催化劑用量為20 μg/g,其他反應(yīng)條件不變,考察反應(yīng)溫度對(duì)Si—H轉(zhuǎn)化率的影響,結(jié)果見(jiàn)圖4.

由圖4可知,隨著反應(yīng)溫度的升高,轉(zhuǎn)化率逐步升高,上升到一定溫度后,溫度繼續(xù)上升,轉(zhuǎn)化率下降.這是由于Si—H鍵能較高,高溫有利于Si—H鍵的斷裂,從而有利于接枝反應(yīng)的進(jìn)行;但溫度升高后雙鍵間發(fā)生了副反應(yīng),導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率下降,產(chǎn)物性能降低.故反應(yīng)溫度確定為95 ℃.

2.2.3 催化劑用量

反應(yīng)時(shí)間為7 h,其他反應(yīng)條件不變,考察催化劑用量對(duì)Si—H轉(zhuǎn)化率的影響,結(jié)果見(jiàn)圖5.

由圖5可以看出,隨著催化劑用量的增加,Si—H鍵轉(zhuǎn)化率增大.當(dāng)催化劑用量為20 μg/g時(shí),Si—H轉(zhuǎn)化率達(dá)到93.6%,再增加催化劑用量,轉(zhuǎn)化率變化不大.過(guò)量的催化劑導(dǎo)致副反應(yīng)增多,反應(yīng)后期因還原產(chǎn)生大量鉑黑會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物顏色加深[17-18].因此,最佳催化劑用量為20 μg/g.

2.3 性能

2.3.1 表面張力和濁點(diǎn)

由表1可知,隨著烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚比例的增加,改性硅油表面張力先降低后增大,當(dāng)n(烯丙醇聚醚)∶n(烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚)=4∶1時(shí),表面張力達(dá)到最小值28.6 mN/m.這是由于烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚末端羥基活潑氫被甲基取代,有效地降低了Si—O—C型改性硅油的產(chǎn)生,增加了有效含量.而當(dāng)烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚比例繼續(xù)增加時(shí),由于烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚相對(duì)分子質(zhì)量比烯丙醇聚醚大,產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量增大,聚醚鏈段之間容易纏結(jié),表面張力增大.因此,當(dāng)n(烯丙醇聚醚)∶n(烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚)=4∶1時(shí),得到的AAMS有優(yōu)異的表面活性.另外,隨著烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚比例的增加,濁點(diǎn)升高.這是由于烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚中聚氧乙烯含量比烯丙醇聚醚大,產(chǎn)物聚氧乙烯含量增加.

2.3.2 消抑泡性能

工業(yè)上常用的消泡劑主要有聚醚型和有機(jī)硅型2類.將本文制得的消泡劑與市售消泡劑進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果見(jiàn)表2.

由表2可知,自制消泡劑在消抑泡性能方面均優(yōu)于聚醚消泡劑GPE和有機(jī)硅消泡劑X-100F,略遜于有機(jī)硅消泡劑SAG.

3、 結(jié)論

(1)以含氫硅油、烯丙醇聚醚和烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚為原料,在氯鉑酸催化作用下,通過(guò)硅氫化加成反應(yīng),合成了不同結(jié)構(gòu)聚醚改性的有機(jī)硅消泡劑.

(2)用紅外光譜和核磁共振氫譜對(duì)產(chǎn)物AAMS進(jìn)行表征,證實(shí)了產(chǎn)物結(jié)構(gòu).

(3)產(chǎn)物水溶液的表面張力隨著烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚比例的增加先降低后增大,而濁點(diǎn)一直升高.在n(烯丙醇聚醚)∶n(烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚)=4∶1時(shí),改性硅油水溶液表面張力最低,為28.6 mN/m,濁點(diǎn)為24 ℃,消抑泡性能良好.