三羟甲基丙烷二辛酸酯改性硅油的合成及应用

【摘要】碳纤维油剂种类繁多，从原料来看主要分为硅系油剂和有机无硅油剂两种，由于高硅系油剂在使用过程中容易形成微量SiC、SiOx等硅化物，而有机无硅油剂的耐温性较差，因此寻找低硅型油剂是人们所关心的。而酯改性硅油就是一种低硅型油剂，它具有许多优点，例如良好的润滑性和憎水性以及耐磨耗性和对有机材料的亲和性，这就导致它的乳液不仅在润滑剂方面和化妆品行业有广泛的应用，而且还涉及涂料添加剂、消泡剂等许多其它领域。但酯改性硅油难溶于水，无法直接应用，需要先将其乳化，配制成稳定的乳液才可以应用。另外，酯改性硅油还是一种有机硅烷，我们知道有机硅烷中的硅氧烷比较活泼，可以发生一些化学反应，它不仅能够发生水解缩聚反应，形成具有微纳米结构的超疏水涂层；也可用于修饰材料表面，制备单分子层结构的超疏水材料。这些涂层和表面具有相对较低的表面能(23dyn/cm)，而且它们还具有耐氧化和抗辐射等许多特性，非常的环保，因此它们是制备超疏水表面很好的原材料。最近几年，与水滴的接触角大于150°的超疏水表面越来越受到人们的密切关注，它们的制备方法也多种多样，常见的有刻蚀法、自组装技术、相分离技术和溶胶凝胶法等等。对于这些技术，有的步骤繁琐复杂或成本较高，尤其是在制备大面积的超疏水表面方面受到了限制。相对来说，静电纺丝技术的优点在于操作技术简单方便，而且成本低廉，还可以大面积制备超疏水表面。在本论文中，首先利用酰氯法合成了三羟甲基单烯丙基醚二辛酸酯(简称辛酸酯)，并对此酯进行了红外和核磁表征；其次利用硅氢加成反应将合成的辛酸酯成功地连接到低含氢硅油上，制备了酯改性硅油，并将其进行乳化，得到了稳定的乳液，还对其合成条件进行了探究。结果表明：反应溶剂的最佳量是总质量的35%；辛酸酯与低含氢硅油的最佳反应摩尔比为1.1：1；反应的最佳温度值是100°C；反应的最佳时间值是6h；最佳催化剂用量为总质量的4%。最后利用酯改性硅油的疏水性，通过静电纺丝法将其成功掺入到聚苯乙烯电纺薄膜中。由放大倍数的扫描电镜图可以看出，分布在纤维表面的酯改性硅油形成一个个突起，构建了微纳米的双重结构，增大了复合表面的粗糙度，测得改性聚苯乙烯薄膜的最大接触角可以达到152±0.2°，也就是说我们得到的材料具有超疏水性。
【作者】王利歌；
【导师】李耀先；宋岩；
【作者基本信息】吉林大学，有机化学，2014，硕士
【关键词】酯改性硅油；乳化；静电纺丝；聚苯乙烯；超疏水；

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