Polyether trisiloxane (genellikle trisiloxane polieteri olarak adlandırılır, örneğin trisiloxane etoksilat veya trisiloxane polyalkyleneoksit) son derece önemli bir silikon yüzey aktivansıdır.Çekirdek yapısı hidrofobik bir trisiloxan grubundan (tipik olarak heptamethyltrisiloxanyl) oluşur., `(CH₃)₃Si-O-Si(CH₃)(OSi(CH₃)₃)-O-Si(CH₃)₃`) linked via a spacer group (usually propyl) to a hydrophilic polyether chain (typically polyethylene oxide `-EO-` or polyethylene oxide-polypropylene oxide `-EO-PO-` copolymer).

Basitleştirilmiş Çekirdek Yapısı:`(Me3SiO) 2Si(Me) -R-(EO) _m(PO) _nH`

`Me`: Metil `CH3-`

`R`: Aralık grup, genellikle `-(CH2) 3-`(propil)

`EO`: Etilen oksit birimi `-CH2CH2O-`

`PO`: Propilen oksit ünitesi `-CH2CH(CH3) O-`

`m, n`: Polimerizasyon derecesi

Sintesiz Yöntemi

Polieter trisiloxan sentezi öncelikle silikon kimyasında en yaygın olarak kullanılan ve olgun yöntemlerden biri olan hidrozillasyon reaksiyonuna dayanır.

1Temel hammaddeler:

Hidrosiloxan: En yaygın olarak kullanılan 1,1,1,3,5,5,5-heptamethyltrisiloxane (`(CH3) 3SiOSiH ((CH3) OSi ((CH3) CH3) 3`, kısaltma olarak MD'HM veya trisiloxane hidrür), reaktif Si-H bağını sağlar.

Doymamış polieter: En yaygın olan allil polieterdir (`CH2=CH-CH2-(OCH2CH2)_m-(OCH2CH(CH3))_n-OH` veya `CH2=CH-CH2-(OCH2CH2)_m-OH`).Terminal allil grubu (`CH2=CH-CH2-`) çift bağ sağlar.Polieter zincirinin moleküler ağırlığı (EO/PO oranı ve polimerizasyon derecesi) nihai ürünün hidrofilizitesini, suda çözünürlüğünü ve yüzey aktivitesini belirler.

2Çekirdek Reaksiyonu (Hydrosilylation):

(Me3SiO) 2Si(Me) H + CH2=CH-CH2-EO) _m(PO) _nH → (Me3SiO) 2Si(Me) -CH2CH2CH2-EO) _m(PO) _nH

Reaksiyon, MD'HM'nin Si-H bağı ile allil polieterin terminal çift bağı arasında gerçekleşir.

Reaksiyon, ana ürünün Si-C bağının allil grubunun terminal karbonuna bağlandığı izomer (yani, `-CH2CH2CH2-` aralık) olarak Markovnikov kuralını takip eder.

3Katalist:

En sık kullanılan katalizörler platin bazlıdır, örneğin:

Isopropanol çözeltisinde kloroplatinik asit (H2PtCl6).

Karstedt katalizörü (platin ((0)-1,3-divinil-1,1,3,3-tetrametildisiloxan kompleksi): Yüksek aktivite, iyi seçicilik, düşük doz, sanayi için ilk seçimdir.

Diğer platin kompleksleri (örneğin, Speier katalizörü).

4Reaksiyon koşulları:

(1).Sıcaklık: Tipik olarak 80°C~120°C'de yürütülür. Düşük sıcaklıklar reaksiyonu yavaşlatırken, daha yüksek sıcaklıklar yan reaksiyonlara neden olabilir (örneğin izomerizasyon, siloxan yeniden düzenlenmesi,Polyether dehidrasyonu).

(2). Basınç: Atmosfer basıncı yeterlidir.

(3) Atmosfer: Genellikle katalizörün devre dışı bırakılmasını önlemek için azot veya argon koruması altında yapılır (oksijen, su,veya kükürt/nitrojen/fosfor bileşikleri platin katalizörlerini zehirleyebilir) ve hammaddelerin oksidasyonu.

(4) Çözücü: Ham maddenin viskozitesi düşükse, hiçbir çözücüye gerek yoktur. Aksi takdirde, toluen veya izopropanol gibi inert çözücüler kullanılabilir.

5. Reaksiyon Süreci ve sonrası işleme:

(1) Reaktöre MD'HM, allil polietren ve katalizör eklenir.

(2) Inert gaz koruması altında, karışım karıştırılarak reaksiyon sıcaklığına kadar ısıtılır.

(3) Reaksiyon ilerlemesi, Si-H bağının kızılötesi emilim zirvesinin kaybolması (~ 2100 ~ 2200 cm-1) veya reaksiyon karışımındaki Si-H içeriğinin ölçülmesiyle izlenir.Reaksiyon süresi birkaç saatten on saatten fazla arasında değişir..

(4) Bittikten sonra karışım soğutulur.

(5).İşlem sonrası:

Etkisizleştirme/Adsorption: Yan reaksiyonları önlemek için katalizör kalıntılarını çıkarmak veya etkisizleştirmek için adsorbantlar (örneğin, aktif karbon) veya zayıf bazlar eklenebilir.depolama veya uygulama sırasında polieter dehidrasyonu ve sararması).

Süzme: Adsorbantları veya katı kirlilikleri çıkarır.

Solvent Removal: Eğer bir solvent kullanılmışsa, azaltılmış basınç altında damıtılır.

Düşük kaynamalı bileşen kaldırılması: Aşırı MD'HM (aşırı kullanıldığında) veya düşük kaynamalı kirlilikler vakum altında çıkarılabilir.

(6).Son ürün, polieter trisiloxan, renksiz ve soluk sarı viskos sıvı olarak elde edilir.

Ana Özellikler ve Uygulamalar

Polyether trisiloxane, benzersiz "T şeklinde trisiloxane hidrofobi çekirdeği + esnek polyether hidrofilik zinciri" yapısı nedeniyle olağanüstü bir yüzey aktivitesine sahiptir.Çeşitli alanlarda vazgeçilmezdir., özellikle tarım.

1Ultra düşük yüzey gerilimi:

En dikkat çekici özelliği, suyun yüzey gerginliğini son derece düşük seviyelere (~ 20 ~ 25 mN / m veya daha düşük), geleneksel hidrokarbon yüzey aktivantlarından (tipik olarak 30 ~ 40 mN / m) çok daha düşük seviyelere düşürebilir..

Uygulamalar: Bu, özellikle tarımsal spreylere yüksek performanslı ıslatma ve yayma ajanı olarak kullanılmasının temelini oluşturur.

2Üstün ıslatma ve yayma özellikleri:

Ultra düşük yüzey gerilmesi, çözeltilerin düşük enerjili hidrofobi yüzeylere (örneğin mumlu bitki yaprakları, böcek kutikülleri, plastikler, metaller, yağlı yüzeyler) hızlı ve tamamen yayılmasına izin verir.Damlaların yerine neredeyse görünmez bir film oluşturuyor.

Uygulamalar:

(1) Tarımsal yardımcı maddeler: Bu, en büyük ve en kritik uygulamasıdır. Böcek ilacı (neticide, mantar ilacı, herbiside, bitki büyüme düzenleyicilerine, yaprak gübrelerine) çözeltilerine tank karışımı yardımcı maddesi olarak eklenir.

Verimliliği arttırmak: Islatma çözümlerinin ıslatılmasını, yayılmasını ve ıslatılması zor bitkilere (örneğin pirinç, buğday, kalın balmumu tabakası olan lahana) veya zararlı böcek kutiküllerine nüfuz etmesini teşvik eder.Akışın azaltılması ve kapsamın arttırılması, böylece böcek ilacı verimliliğini (doz azaltma) ve kontrol verimliliğini önemli ölçüde arttırır.

Emilmeyi teşvik eder: Etkili maddelerin bitki veya böcek göbeklerine daha hızlı girmesine yardımcı olur.

Buharlaşma/Drift Karşıtı: Hızlı yayılma, buharlaşmayı ve rüzgar sürüklenmesini azaltan ince bir film oluşturur.

(2) Endüstriyel Temizleyici: Sert yüzey temizliği (örneğin, araçlar, bina cepheleri, metaller, camlar, plastikler), elektronik temizliği ve yağsızlama için kullanılır, ultra ıslatma ve nüfuz gücü kullanılır.Genellikle çözücülerle formüle edilir, alkali veya diğer yüzey aktif maddeler.

(3) Kaplamalar ve Mürekkepler:Düzleştirme ajanı, ıslatma ajanı veya köpükleyici / köpükleyici bileşen olarak fonksiyonları, altyapının ıslatılmasını iyileştirir, yüzey kusurlarını azaltır (örneğin, kraterler, portakal kabuğu) ve pigment dağılmasına yardımcı olur.

3Mükemmel Dinamik Yüzey Aktivitesi ve Penetrasyonu:

Hızlı emilim ve arayüzlerde hizalama, dinamik yüzey gerginliğini hızla düşürür.

Uygulamalar: Hızlı hareket eden veya şekillenen arayüzlerde (örneğin, püskürtme, yüksek hızlı kaplama, köpükleme) etkilidir.

4"Süper yayılma" etkisi:

Özel koşullar altında (örneğin optimal konsantrasyon, bazı polietersel yapılar), su çözeltileri hidrofobic yüzeylerde olağandışı derecede hızlı ve geniş bir şekilde yayılır.yüzey gerginliğine dayalı teorik tahminleri aşan.

Uygulamalar: Tarımsal spreylerde kritik, yaprakların neredeyse anında tam kapsamını sağlar.

5- Düşük köpük:

Birçok geleneksel yüzey aktif maddesi ile karşılaştırıldığında, polieter trisiloxanlar tipik olarak minimum köpük üretir.

Uygulamalar: Endüstriyel temizlik veya köpük çözücü formülasyonları gibi az köpüklü veya köpüksüz uygulamalar için uygundur.

6.Başka kullanımlar:

Kişisel Bakım:Bazen yüksek kaliteli cilt bakımı veya güneş koruyucu ürünlerinde ıslatma ajanları, emülsiyon stabilizatörleri veya ipekli bir his vermek için kullanılır.

Tekstil yardımcı malzemeler:Islatma ajanları, penetranlar veya yumuşatıcı bileşenler olarak fonksiyonlar.

Köpük çözücüler / köpük önleyici:Endüstriyel köpük çözücülerin (örneğin fermantasyon, atık su arıtma, kağıt üretimi, kaplamalar) önemli bir bileşeni, düşük yüzey gerilimi ve hızlı yayılma / köpük kırma yeteneğinden yararlanmaktadır.Çoğu zaman hidrofobic parçacıklarla formüle edilir (e.g., hidrofobic silika) ve taşıyıcı yağlar.

Önemli Noktalar

Dayanıklılık:Güçlü asitli veya alkali koşullarda, siloxan omurgası (özellikle Si-O-Si bağları) hidroliz veya yeniden düzenlenme bozulmasına maruz kalabilir.pH aralığı kontrol edilmelidir (genellikle nötr veya hafif asitli/alkali koşullarda istikrarlıdır).

Biyolojik ayrıştırılabilirlik:Trisiloksane grubu nispeten kararlıdır, ancak sonunda yavaşça toksik olmayan silanollere ve silikaya ayrılır.Birçok silikon polimerinden daha biyolojik olarak ayrıştırılabilir, ama özellikler yapıya bağlı.

Yapısal Çeşitlilik:Polyether zincirinin uzunluğunu (moleküler ağırlık), EO/PO oranını, EO/PO düzenini (blok veya rastgele) ve son kaplamayı değiştirerek, HLB değeri, su çözünürlüğü, yüzey aktivitesi gibi özellikleri,ve bulut noktası farklı uygulamalar için ince ayarlanabilirÖrneğin, EO içeriğinin arttırılması su çözünürlüğünü arttırırken, PO içeriğinin arttırılması yağ afinitesini arttırır ve köpüklenmeyi azaltır.

Özet

Polyether trisiloxane, heptamethyltrisiloxane (MD'HM) platin katalizinde allil polieter ile reaksiyona girdiğinde hidrozillasyon yoluyla sentezlenir.Temel değeri, ultra düşük yüzey gerilmesinde ve bunun sonucunda olağanüstü ıslatmada yatıyor.Bu özellikler tarımsal püskürtme yardımcı maddelerinde vazgeçilmez hale getirir ve böcek ilacı etkinliğini ve kullanımını önemli ölçüde artırır.Endüstriyel temizliklerde önemli uygulamalar bulur., kaplamalar, mürekkepler, köpük çözücüler, kişisel bakım ve tekstil.Kullanıcılar, güçlü asitli veya alkali koşullar altında istikrarının sınırlarını dikkate almalıdır..