聚醚硅氧烷的甜菜堿基改性及其加脂應(yīng)用.pdf

1、甜菜堿型硅表面活性劑兼具兩性表面活性劑和有機硅表面活性劑的優(yōu)點，其低表面張力使得纖維之間的毛細(xì)管壁接觸角變小，促進乳液的潤濕和滲透，用于皮革加脂可以非常容易滲透到皮革纖維膠原之間，使得膠原纖維潤滑，而且分子間容易滑動，使得成革柔軟、滋潤、絲光感強，具一定的防水性能。其分子上羥基和羧基、磷酸基可以與鉻離子配位，氨基等活性基團也可以與膠原纖維結(jié)合，具有一定的結(jié)合性和填充性。甜菜堿型硅加脂劑中硅氧烷主鏈的Si-O-Si鏈的鍵角較大，原子間距離

2、較長，分子間作用力弱，加脂后皮革有較好的透氣性和透濕性。
　　 本課題利用二乙醇胺對聚醚環(huán)氧改性硅油進行環(huán)氧開環(huán)，制備聚醚醇胺改性硅油（PAPS），以單因素和正交結(jié)合方法對反應(yīng)條件進行優(yōu)化。以此為基礎(chǔ)，分別利用氯乙酸鈉和2-羥基-3-氯丙磷酸酯鈉（OCLP）對聚醚醇胺改性硅油進行甜菜堿基再改性，制備聚醚改性硅氧烷羧基甜菜堿（PBPS）和聚醚改性硅氧烷磷酸酯甜菜堿（PPBPS），分別利用正交設(shè)計和單因素設(shè)計對兩個反應(yīng)合成條件進行優(yōu)

3、化。利用IR、1HNMR對中間體和產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)表征，并對制備的樣品進行化學(xué)分析。結(jié)果表明：制備聚醚醇胺硅油的最佳條件：n（二乙醇胺）：n（環(huán)氧基）=1.05：1，溫度為120℃，反應(yīng)時間為6.5h，聚醚環(huán)氧改性硅油的投料方式為滴加，m（反應(yīng)體系）：m（異丙醇溶劑質(zhì)量）=1：1。重復(fù)實驗驗證，測得PEPS環(huán)氧基轉(zhuǎn)化率為94.12％，氨值為0.69mmol/g，實驗重現(xiàn)性良好。制備PBPS的最佳條件為：n（氯乙酸鈉）：n（叔胺）=1.1：1

4、，溫度為80℃，反應(yīng)時間為6h。重復(fù)試驗驗證，PAPS叔胺轉(zhuǎn)化率為79.92％，重現(xiàn)性好。制備PPBPS的最佳反應(yīng)條件為：n（OCLP）：n（叔胺）=1.3：1，溫度為80℃，反應(yīng)時間為5h。重復(fù)試驗驗證，PAPS叔胺轉(zhuǎn)化率為83.21％，重現(xiàn)性好。
　　 在應(yīng)用試驗中，利用圓環(huán)拉起液膜法對PBPS和PPBPS表面性能進行測定，利用觀察法對HLB值進行初步測定，分別利用改進法Ross-Miles法和帆布沉降法測定其發(fā)泡力和滲透力

5、，并測定其耐硬水穩(wěn)定性。將PBPS和PPBPS進行單獨加脂，研究了加脂后革樣感觀效果和物理-機械性能以及廢液中油脂含量。結(jié)果表明：PBPS和PPBPS的臨界膠束濃度分別為0.3g/L和0.6g/L，在CMC時的表面張力分別為25.93mN/m和26.13mN/m，HLB值范圍分別是大于13和介于10-13之間，PBPS和PPBPS發(fā)泡性一般、滲透力較好。PBPS和PPBPS作為加脂劑乳化性較好，耐酸、堿鹽、寒穩(wěn)定性能好，符合加脂劑的要求

6、，將其應(yīng)用于豬頭層藍濕革鉻復(fù)鞣加脂和綿羊酸皮改性戊二醛鞣加脂，對比L-3和RF-1加脂劑，成革機械性能較好，油脂吸收完全，但加脂后皮革豐滿性較差。采用COD30法對PBPS和PPBPS的生物降解性進行研究，結(jié)果30天后PBPS和PPBPS生物降解率均大于90％，表明這兩種加脂劑生物降解性良好。
　　 分別將PBPS和PPBPS與亞硫酸化魚油和磷酸化蓖麻油進行復(fù)配制備了兩種含硅甜菜堿型加脂劑PBPS-3和PPBPS-3，應(yīng)用于皮革

7、加脂實驗，結(jié)果表明：用于豬頭層藍濕革鉻復(fù)鞣加脂工藝，耐撕裂抗拉伸性能優(yōu)于L-3、RF-1、Syn兩性、PPSP加脂劑，增厚性與豐滿性與L-3相當(dāng)，滑爽性與PPSP加脂劑類似。用于改性戊二醛鞣綿羊酸皮加脂工藝，耐撕裂抗拉伸性能、豐滿性優(yōu)于L-3加脂劑和RF-1加脂劑，油脂吸收較好，綜合性能與無鉻鞣配套加脂劑兩性磷酸酯加脂劑性能相當(dāng)。對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％加脂劑乳液粒徑進行分析，結(jié)果表明，加脂劑粒徑在10-1000nm之間有分布，其中PBPS-3