有机硅在合成革及超纤革生产中的应用

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1、BEICI具茨2006合成皮革行业论坛暨ChinaPU聚氨酯树脂及原料市场论坛——论文集有机硅在合成革及超纤革生产中的应用梅望平，储芸道康宁公司摘要：有机硅由于其特殊的性能，可以通过与聚氨酯树脂共混或共聚的方式，提高合成革及超纤的一些性能，如：耐屈挠，疏水性，呼吸性，耐磨耗以及手感等。有机硅还可以在生产过程中用作过程助剂，如润湿剂，流平剂，离型助剂等。本文简要介绍了有机硅在合成革及超纤生产中的应用。关键词：有机硅，合成革，超纤革1．有机硅简介1．1有机硅发展简史l863年，法国科学家弗里得尔和克拉夫茨将四氯化硅和二乙基锌在封管中加热到160℃，合成了第一个含SiC键的有

2、机硅化合物四乙基硅烷。19041937年这一阶段，不但合成了许多有机硅简单化合物，而且也出现了环体和线形聚硅氧烷(以Si0Si键为骨架的材料)。美国康宁(Corning)玻璃厂化学家海德、通用电器公司的帕特诺得和罗乔，认识到有机硅高聚物很有应用前途，他们对合成高聚物的原料有机硅单体的合成方法进行了积极改进使其走上的工业化的道路。海德首先把有机硅化学和高分子化学结合在一起，取得了有机硅高分子聚合反应的经验：在19381941年期间，海德与其合作者又研制出了许多聚有机硅氧烷产品。与此同时，陶氏化学(DowChemical)公司也开始了聚有机硅氧烷的生产研制，于1942年建立

3、了二甲基硅油和甲基苯基硅树脂中试装置。1943年，有机化学方面的专家陶氏化学与无机化学方面的专家康宁玻璃公司合资成立道康宁(DowCorning)公司，专门从事有机硅的生产与研究。并在当年建成了合成聚40有机硅氧烷的MidlandI厂，不久就研制出了DC4点火密封材料，用于第二次世界大战高空飞机上，后来该公司逐渐发展成为世界上最大的专业生产有机硅产品的厂家之一。1．2有机硅化学1．2．1有机硅的结构及其特性有机硅是分子结构中含有元素硅，并．f1．硅原子上连有有机基团的聚合物。以熏复的硅氧键为主链，硅原子上连接有有机基团的聚有机硅氧烷是有机硅的主要代表和结构形式。而分子上

4、带有不同的官能基又能赋予有机硅各种性能，其基本结构式可以简写为图1：c

5、H3cr3IciH3～眦一rk。‘s1．％一sl-凡眦I。ICH$FuncCH3图l：有机硅的结构有机硅的结构与性能的相关性如表l所示：睢ICI具茨2006合成皮革行业论坛暨ChinaPU聚氨酯树脂及原料市场论坛——论文集表1：有机硅的结构性能相关性分子特性坪化性能应f}j．移动性商的辟钒土·低袭面能和表面张力·涮滑链II-消泡。{I．∞s[-O-SI『O．。i自i分散涧湿性。离理。。t体及水蕉’C通透。蔓。触感·岛键能。热稳定性-舒适435kJmol。’S1．o·可降解性·亲肘皖水(or．350k

6、Jmol。1C-C)·与有机物质的棚容性·呼吸性·耐候悱1．2．2有机硅的形态通过提高分子量，增加不同的官能基，变立体结构等方法，有机硅可以以液体，体，硅胶，树脂等形态存在。改固1．3有机硅的应用由于有机硅的一系列特殊的性能，使其不能为其他的有机高分子所比拟和替代，因而在各行各业都发挥了举足轻重的作用。如：汽车；美容及个人护理；化学试剂制造；合成半导体：建筑；电子；食品饮料；保健产品；家用清洁用品；成像；工业润滑；油漆与涂料：电力设施；等离子体；压敏材料：橡胶制造；纺织品与皮革、无纺布等等。2．有机硅在合成革中的应用2．1有机硅在PU树脂改性中的应用2．1．1改性目的P

7、U树脂在弹性，强度等方面性能突出，但其在性能方面存在着低温下发脆，不耐老化，塑感R托∞霄●!：丝金．眦∞RRNHC0恹ETHANE^LLdPH^NATE强，手感较硬、不自然等缺点。选用合适的有机硅产品对聚氨酯树脂进行改性，可以达到使树脂柔软、滑爽、光亮、防水、呼吸、提高延伸率、提高高／低温稳定性以及延长使用寿命等目的。2．1．2改性方法改性方式可以分为非反应性共混和反应性共聚两种。有机硅必须具有好的相容性，才能与PU树脂共混。例如聚醚有机硅或分散于溶剂内的有机硅等都与溶剂型Pu树脂有较好的相容性。含有能够跟异氰酸酯反应的单官能基或双官能基，并且纯度较高的有机硅则适合于与

8、PU树脂共聚。例如端羟基、端氨基有机硅油。反应性共聚使各种树脂自身的柔软性，润滑性，疏水性得到提高，而且涂层效果持久，没有有机硅迁移的问题：但是非反应性共混对改善涂层表面的耐磨，手感等性能有较好的作用。2．1．3反应性共聚的原理由于异氰酸酯基团的高活泼性，使其可以与许多含活性氢的物质反应。异氰酸酯的基本反应如2图所示：BASICPOLYURETH趟蝇盟坦啦卫竖R-NCOlo丫N丫。篙丫N＼～4l图2：异氰酸酯的基本反应＼i<岍∞僻渊户一L一翟户r—g．～黼．上忡，=洲叶u嘲月*200r暗成皮革行业论坛暨ChlnaPU聚氯酯树脂及原料市场论