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1、第23卷第3期合成纤维工业Vol.23No.32000年6月CHINASYNTHETICFIBERINDUSTRYJun.2000硅油相对分子质量的测定刘燕军葛启(天津纺织工学院高新技术实业公司,300160)摘要:对化纤油剂PU中两组硅油的结构进行了分析,分别采用核磁共振和粘度法测定了硅油的相对分子质量,并比较了两者的测定结果。粘度法具有简便易行的特点,适于实际生产应用,而核磁法所测相对分子质量较为准确。通过不同粘度硅油的配比,可使油剂获得良好的摩擦特性。主题词:硅油29Si-NMR粘度法相对分子质量硅油由于其耐热性好,抗氧化,而且具有
2、优异纤维与纤维之间(FöF)的摩擦系数Ls:<=的平滑性,在许多润滑剂中都可以作为主成分,而2×360°,速度为0.5mömin。在一些工艺条件比较苛刻、对平滑性要求较高的2结果与讨论[1,2]化纤油剂中也使用硅油做平滑剂。硅油根据其侧基X的不同又可分为甲基硅2.1样品的红外谱图油、乙基硅油、丁基硅油等,硅油类产品的主要结样品É、Ê硅油的红外谱图见图1。构特征是(1)侧基结构;(2)硅油的相对分子质量[3]大小。本文主要对进口化纤油剂PU中的两组硅油É、Ê进行了结构分析,重点分析了两者的相对分子质量,并且研究了这两种硅油在油剂中的平滑作用
3、。1试验a.样品É1.1样品硅胶柱色谱分离化纤油剂PU所得两组硅油。291.2Si-NMR测试仪器:BrukerAC2P200MHz;溶剂:CDCl3;方法:反转门去偶技术。1.3粘度法测相对分子质量b.样品Ê仪器:乌氏粘度计,D=0.60mm;溶剂:甲图1样品É、Ê的红外谱图苯;超级恒温水浴;测试温度:T=25℃;测试对如图1所示,两者的谱图十分相似,根据象:硅油É和硅油Ê的0.2%甲苯溶液。Sadtler谱图,É、Ê均是典型的硅油的红外谱图,1.4摩擦系数的测试2121而且两者在2900cm和1370cm附近只有甲基仪器R21083型
4、长丝摩擦系数测定仪;测试条件标准大气平衡48h。收稿日期:1999207227;修改稿收到日期:2000201228。作者简介:刘燕军,女,助理研究员。目前从事化纤油剂及纤维与金属之间(FöM)的摩擦系数Ld:<=新型表面活性剂的研究开发工作。45°,速度为150mömin;第3期刘燕军等.硅油相对分子质量的测定61的吸收峰,而不存在亚甲基的吸收峰,因此两者均当硅油聚合度大于50(相对分子质量大于为二甲基硅油。从这两张图上看不出两者有大的4000)时,端基M的含量较小,其共振峰会被噪[5]差别,而实际上É、Ê是经柱层析分离出的两个独音所掩
5、盖,因此无法计算相对分子质量。从图2立峰,洗脱顺序完全不同;相对分子质量不同的硅可发现,在样品Ê的谱图中仅在D=-22.41873油对硅胶具有不同的吸附力,相对分子质量越大,处有一共振峰,而类似于样品É中的M及M2D[4]吸附力越强,因此推断样品Ê的相对分子质量共振峰均未出现,说明该硅油聚合度大于50,相大于样品É,有必要对两者做进一步的分析。对分子质量可能大于4000,所以必须用其它方法292.2SiNMR分析对Ê进行相对分子质量的测定。2929在硅的同位素中Si的自旋量子数为1ö2,因表1样品É的SiNMR谱图分析29此,它可产生共振
6、吸收,而且,与氢核相比,Si的化学位移öppm积分强度归属核周围具有更多的电子,占据着更多的能级轨道,-22.449312.712-D-[4]-21.9191M2D3因此它的化学位移值对于化学环境更为敏感,6.75581.397M29所以SiNMR对于分析有机硅化合物的结构是CH3CH329十分有利的。为了消除氢核对Si核造成偶合作注:M=CH3SiO1ö2,D=O1ö2SiO1ö2,M2D3表示用、简化谱图,实验中采用了反转门去偶技术,同CH3CH3时加入弛豫试剂,以消除由此带来的NOE效应,与M链节直接相连的D链节;CH3CH3CH3
7、CH3CH3使共振峰的积分符合分子中不同化学环境中硅原CH3SiOSiO1ö2(O1ö2SiO1ö2)DP22O1ö2SiOSiCH3[4]29子数量的比例。图2为样品的SiNMR谱图,CH3CH3CH3CH3CH329表1中列出了样品É,ÊSiNMR谱图中各共振峰的化学位移(D)的积分强度。33MM2DDM2DM以端基M的共振峰为基准可以计算出样品É的聚合度DP:DP=2×12.712ö1.397=18.2MDMn=DP×U+2×U=18.2×74+2×81=1545.8(UD,UM分别表示D,M链节的摩尔质量。)[6]2.3粘度法测硅
8、油的相对分子质量29测定一般相对分子质量的硅油,可以用SiNMR或质谱法求得,而对于相对分子质量较大的分子来说,可以采用GPC,或VPO和粘度法。GPC法测相对分子质量要求有标准物质作a.样品
