有機(jī)硅在合成革和超纖革生產(chǎn)中的應(yīng)用.pdf

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1、BEICI具茨2006合成皮革行業(yè)論壇暨ChinaPU聚氨酯樹脂及原料市場論壇——論文集有機(jī)硅在合成革及超纖革生產(chǎn)中的應(yīng)用梅望平，儲蕓道康寧公司摘要：有機(jī)硅由于其特殊的性能，可以通過與聚氨酯樹脂共混或共聚的方式，提高合成革及超纖的一些性能，如：耐屈撓，疏水性，呼吸性，耐磨耗以及手感等。有機(jī)硅還可以在生產(chǎn)過程中用作過程助劑，如潤濕劑，流平劑，離型助劑等。本文簡要介紹了有機(jī)硅在合成革及超纖生產(chǎn)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：有機(jī)硅，合成革，超纖革1．有機(jī)硅簡介1．1有機(jī)硅發(fā)展簡史l863年，法國科學(xué)家弗里得爾和克拉夫茨將四氯化硅和二乙基鋅在封管中加熱到160℃，合成了第一個含

2、SiC鍵的有機(jī)硅化合物四乙基硅烷。19041937年這一階段，不但合成了許多有機(jī)硅簡單化合物，而且也出現(xiàn)了環(huán)體和線形聚硅氧烷(以Si0Si鍵為骨架的材料)。美國康寧(Corning)玻璃廠化學(xué)家海德、通用電器公司的帕特諾得和羅喬，認(rèn)識到有機(jī)硅高聚物很有應(yīng)用前途，他們對合成高聚物的原料有機(jī)硅單體的合成方法進(jìn)行了積極改進(jìn)使其走上的工業(yè)化的道路。海德首先把有機(jī)硅化學(xué)和高分子化學(xué)結(jié)合在一起，取得了有機(jī)硅高分子聚合反應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)：在19381941年期間，海德與其合作者又研制出了許多聚有機(jī)硅氧烷產(chǎn)品。與此同時，陶氏化學(xué)(DowChemical)公司也開始了聚有機(jī)硅氧烷的生

3、產(chǎn)研制，于1942年建立了二甲基硅油和甲基苯基硅樹脂中試裝置。1943年，有機(jī)化學(xué)方面的專家陶氏化學(xué)與無機(jī)化學(xué)方面的專家康寧玻璃公司合資成立道康寧(DowCorning)公司，專門從事有機(jī)硅的生產(chǎn)與研究。并在當(dāng)年建成了合成聚40有機(jī)硅氧烷的MidlandI廠，不久就研制出了DC4點(diǎn)火密封材料，用于第二次世界大戰(zhàn)高空飛機(jī)上，后來該公司逐漸發(fā)展成為世界上最大的專業(yè)生產(chǎn)有機(jī)硅產(chǎn)品的廠家之一。1．2有機(jī)硅化學(xué)1．2．1有機(jī)硅的結(jié)構(gòu)及其特性有機(jī)硅是分子結(jié)構(gòu)中含有元素硅，并．f1．硅原子上連有有機(jī)基團(tuán)的聚合物。以熏復(fù)的硅氧鍵為主鏈，硅原子上連接有有機(jī)基團(tuán)的聚有機(jī)硅氧烷是

4、有機(jī)硅的主要代表和結(jié)構(gòu)形式。而分子上帶有不同的官能基又能賦予有機(jī)硅各種性能，其基本結(jié)構(gòu)式可以簡寫為圖1：c

5、H3cr3IciH3～眥一rk。‘s1．％一sl-凡眥I。ICH$FuncCH3圖l：有機(jī)硅的結(jié)構(gòu)有機(jī)硅的結(jié)構(gòu)與性能的相關(guān)性如表l所示：睢ICI具茨2006合成皮革行業(yè)論壇暨ChinaPU聚氨酯樹脂及原料市場論壇——論文集表1：有機(jī)硅的結(jié)構(gòu)性能相關(guān)性分子特性坪化性能應(yīng)f}j．移動性商的辟釩土·低襲面能和表面張力·涮滑鏈II-消泡。{I．∞s[-O-SI『O．。i自i分散澗濕性。離理。。t體及水蕉’C通透。蔓。觸感·島鍵能。熱穩(wěn)定性-舒適435kJmol

6、。’S1．o·可降解性·親肘皖水(or．350kJmol。1C-C)·與有機(jī)物質(zhì)的棚容性·呼吸性·耐候悱1．2．2有機(jī)硅的形態(tài)通過提高分子量，增加不同的官能基，變立體結(jié)構(gòu)等方法，有機(jī)硅可以以液體，體，硅膠，樹脂等形態(tài)存在。改固1．3有機(jī)硅的應(yīng)用由于有機(jī)硅的一系列特殊的性能，使其不能為其他的有機(jī)高分子所比擬和替代，因而在各行各業(yè)都發(fā)揮了舉足輕重的作用。如：汽車；美容及個人護(hù)理；化學(xué)試劑制造；合成半導(dǎo)體：建筑；電子；食品飲料；保健產(chǎn)品；家用清潔用品；成像；工業(yè)潤滑；油漆與涂料：電力設(shè)施；等離子體；壓敏材料：橡膠制造；紡織品與皮革、無紡布等等。2．有機(jī)硅在合成革中

7、的應(yīng)用2．1有機(jī)硅在PU樹脂改性中的應(yīng)用2．1．1改性目的PU樹脂在彈性，強(qiáng)度等方面性能突出，但其在性能方面存在著低溫下發(fā)脆，不耐老化，塑感R托∞霄●!：絲金．眥∞RRNHC0懨ETHANE^LLdPH^NATE強(qiáng)，手感較硬、不自然等缺點(diǎn)。選用合適的有機(jī)硅產(chǎn)品對聚氨酯樹脂進(jìn)行改性，可以達(dá)到使樹脂柔軟、滑爽、光亮、防水、呼吸、提高延伸率、提高高／低溫穩(wěn)定性以及延長使用壽命等目的。2．1．2改性方法改性方式可以分為非反應(yīng)性共混和反應(yīng)性共聚兩種。有機(jī)硅必須具有好的相容性，才能與PU樹脂共混。例如聚醚有機(jī)硅或分散于溶劑內(nèi)的有機(jī)硅等都與溶劑型Pu樹脂有較好的相容性。含

8、有能夠跟異氰酸酯反應(yīng)的單官能基或雙官能基，并且純度較高的有機(jī)硅則適合于與PU樹脂共聚。例如端羥基、端氨基有機(jī)硅油。反應(yīng)性共聚使各種樹脂自身的柔軟性，潤滑性，疏水性得到提高，而且涂層效果持久，沒有有機(jī)硅遷移的問題：但是非反應(yīng)性共混對改善涂層表面的耐磨，手感等性能有較好的作用。2．1．3反應(yīng)性共聚的原理由于異氰酸酯基團(tuán)的高活潑性，使其可以與許多含活性氫的物質(zhì)反應(yīng)。異氰酸酯的基本反應(yīng)如2圖所示：BASICPOLYURETH趟蠅盟坦啦衛(wèi)豎R-NCOlo丫N丫。篙丫N＼～4l圖2：異氰酸酯的基本反應(yīng)＼i<岍∞僻淵戶一L一翟戶r—g．～黼．上忡，=洲葉u嘲月*200r暗

9、成皮革行業(yè)論壇暨ChlnaPU聚氯酯樹脂及原料市場論