非離子超支化有機(jī)硅表面活性劑的合成及其潤(rùn)濕性能研究

表面活性劑是一種含有親水段和疏水段的分子。表面活性劑在溶液表面、油水界面或界面狀態(tài)上的吸附而影響界面性質(zhì)，導(dǎo)致應(yīng)用中出現(xiàn)一系列重要現(xiàn)象。同時(shí)，在溶劑或溶液中加入少量表面活性劑，可顯著降低溶液的表面或界面張力，使體系的表面或界面狀態(tài)發(fā)生明顯變化。由于表面活性劑具有良好的潤(rùn)濕、分散、乳化、滲透和增溶能力，廣泛應(yīng)用于紡織、化妝品、皮革制造、合成材料和橡膠工業(yè)。潤(rùn)濕是指在材料表面用溶液取代空氣的過(guò)程，潤(rùn)濕劑是一種可以提高這種替代能力的助劑。在全球可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略下，溶劑型聚氨酯制造的工作環(huán)境對(duì)操作者來(lái)說(shuō)并不健康。溶劑的持續(xù)釋放會(huì)破壞自然環(huán)境，對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。因此，有必要開(kāi)發(fā)水基材料。超支化聚合物具有三維結(jié)構(gòu)、多端官能團(tuán)、反應(yīng)活性高等優(yōu)點(diǎn)。超支化聚合物的研究主要集中在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)。近年來(lái)，超支化聚合物在表面活性劑中的應(yīng)用逐漸引起了眾多研究者的關(guān)注。以往的研究主要基于端氨基和羧基超支化聚合物。當(dāng)合成的表面活性劑溶于水時(shí)，分子中的親水性氨基羧基會(huì)被電離。這些表面活性劑的表面活性容易受到溶液pH值和離子強(qiáng)度的影響。而對(duì)于多羥基非離子型表面活性劑，其應(yīng)用條件不太嚴(yán)格，可廣泛應(yīng)用于多種條件。

本研究以端羥基超支化聚合物(HBP-OH)和環(huán)氧硅油為原料，采用環(huán)氧硅油和自制端羥基超支化聚合物（HBP-OH）合成了非離子超支化有機(jī)硅表面活性劑（NHSi）。作者將環(huán)氧硅油（n-OH:n-環(huán)氧）中HBP-OH的羥基與環(huán)氧基的摩爾比從5:1~60:1進(jìn)行調(diào)整，制備了一系列NHSi。采用凝膠滲透色譜（GPC）、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、接觸角測(cè)量?jī)x、表面張力儀、掃描電鏡（SEM）對(duì)HBP-OH和NHSi的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，HBP-OH的Mn為340.5，隨著羥基與環(huán)氧基的摩爾比增加，-OH的峰值強(qiáng)度增大，將該比例調(diào)整為30:1 制成NHSi 水溶液，其最低表面張力為 24.71mN m-1，在玻璃表面添加2% NHSi的水性聚氨酯乳液，其最小水接觸角為14.85o，潤(rùn)濕實(shí)驗(yàn)表明，NHSi對(duì)固定海島超纖維合成材料具有良好的潤(rùn)濕能力。

文獻(xiàn)來(lái)源：Jie Liu, Fei Fei Zhang*, Ying Hu Song, Kun Lv, Ni Zhang and Yan Chun Li. Coatings 2021, 11, 32.