皮革用功能型聚硅氧烷的研究发展文献综述

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1、文献综述皮革用功能型聚硅氧烷的研究发展一、前言部分有机硅材料其主链是由Si-O-Si键键链而成，侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此，有机硅材料既含有“无机结构”，又含有“有机基团”，这种特殊的组成和分子结构，使它集无机物的功能与有机物的特性于一身，呈现出很强的疏水性、良好的柔软度、极佳的透气性及耐高低温、耐老化等特点。这些优良性能为其在皮革中的应用，奠定了坚实的基础[1-4]。在皮革制造过程中，人们常加入一定比例的助剂，用以明显改善皮革制品的手感，并赋予皮革一些新的性能，如表面滑爽、革身柔软、丰满且有弹性，提高皮革的防水效果，增强真皮的透气性等。鉴于此，

2、作为皮化材料，其有效成分不但能有效地附着于被涂饰物的表面，而且本身必须具有柔软、光滑和疏水等特性。而有机硅所具有的特性，恰好能满足这些要求。在皮革工业中，有机硅的乳液主要用于制备皮革防水剂、皮革光亮剂、加脂剂、柔软剂以及其它辅助剂等。皮革表面性能主要取决于皮革涂饰效果。涂饰中当然离不了手感剂的使用，手感剂主要是用来调节涂层的触感性能，且兼有抗磨损性、耐水性等功能。皮革手感剂的主要品种为聚硅氧烷(又称硅油)，它是主链含有Si-0重复结构单元，Si原子上连接有机基团(如甲基、乙基等)的一类有机硅化合物。因聚硅氧烷分子间作用力较弱、Si-0键键能大，因此它具有链段柔顺、

3、耐高温、表面张力低、疏水等特性。所以，聚硅氧烷在皮革、纺织、日化、涂料、塑料等领域得到了广泛的应用[5]。皮革业早期使用的聚硅氧烷多为甲基硅油、含氢硅油、羟基硅油乳液，因其分子结构中不含活性基团，与皮革纤维结合力弱，在革内容易发生迁移，故经其处理后的皮革耐擦洗性差，柔软性、滑爽性、抗静电性等不够理想。因此，提高聚硅氧烷与胶原纤维的结合力就成为皮革用聚硅氧烷研究的热点之一[6-7]。本文就近年来改性硅油的合成及应用加以介绍，包括氨基有机硅乳液、羧基有机硅乳液、环氧基有机硅乳液、聚醚链段有机硅乳液，并对有机硅在皮革工业中的应用做一些了解。二、主题部分1有机硅乳液的合成

4、及分类机硅乳液的合成方法主要有2种：一是本体聚合，继而用合成出的有机硅大分子与乳化剂和水作用，得到有机硅乳液。其优点是操作简单，生产方便，适于大规模生产。但对于高分子质量的有机硅大分子，因其本身黏度大而难以乳化，常会引起体系的不稳定。而对于作为改善皮革手感、提高皮革柔软性和防水性能的有机硅产品而言，具有高分子质量是必需条件，因而在制备上带来了一定的困难。另外，这种方法的成本也很高。二是乳液聚合，即利用硅烷单体通过一步法来直接合成，通常用D3或D4乳化剂、催化剂、水等原料，在一定条件下进行乳液聚合而成。由于聚合和乳化是一步完成的，因而耗时短、效率高，对设备要求简单，

5、操作方便，且所得的乳液稳定、颗粒均匀。此外，还可通过聚合反应条件的控制来实现合成产物的分子质量可控，或通过共聚引入可进一步反应的活性基团或聚合物，赋予产物特殊的性能。这2种方法合成出的有机硅乳液，可分为常规有机硅乳液和功能有机硅乳液。常规有机硅乳液又可根据乳化体系的不同，分为阳离子型、阴离子型、非离子型、复合离子型等几种乳液；功能有机硅乳液则可根据功能基团种类的不同，分为氨基硅乳、羧基硅乳、环氧基硅乳、聚醚硅乳等。1.1常规有机硅乳液阳离子型有机硅乳液是在酸或碱性催化条件下采用阳离子型乳化剂，通过聚合反应得到的有机硅乳液。阴离子型有机硅乳液是采用阴离子型乳化剂(如

6、十二烷基苯磺酸)，在酸性催化剂作用下，聚合可得到阴离子型有机硅乳液。非离子型硅乳即是采用非离子型乳化剂(如Span、Tween系列)，在酸或碱为催化剂的条件下，聚合得到非离子型有机硅乳液。由于阴／阳离子型有机硅乳液有电荷存在，导致稳定性差，且不耐电解质，有机硅聚合物容易从乳液中分离出来，浮在液面上，俗称“浮油”。为了控制乳液的粒径，增加乳液的稳定性，将阴／阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂进行复配，便可克服离子型乳化剂制备硅乳的缺点，使产物具有良好的耐热性、耐电解质性和耐冷冻性[8]。这类则称为复合离子型有机硅乳液。本文主要介绍功能性有机硅乳液，所以对常规有机硅乳

7、液不多做介绍。1.2功能性有机硅乳液为了适应各种皮革处理的需求，改善皮革的柔软性、光滑度、疏水及抗油污等性能，并使其具有其他一些独特优异的性能。可通过在有机硅分子中引入一些活性基团(如氨基、酰胺基、羧基、环氧基等)，而达到满意的效果。如：有机硅链上引入氨基可适于皮革制品的柔软和滑爽，有良好的手感[9]；引入酰胺基适于防污处理，柔软性也大有提高[10]；引入氰基耐油性好等[11]。此外，聚氧化乙烯醚和有机硅的共聚物防静电效果良好[12]；有机氟改性的有机硅，具有拒油、防污、防静电、憎水等许多优点[13]。以下是几种具有代表性的功能性有机硅乳液。1.2.1氨基有机硅乳

8、液聚硅氧烷