【摘要】 简而言之，将2％NHSi添加到30g WPU中以制备WPU浆料。

本研究采用环氧硅油和自制的端羟基超支化聚合物(HBP-OH)合成非离子超支化有机硅表面活性剂(NHSi)。将HBP-OH中的羟基与环氧硅油中的环氧基的摩尔比(n-OH:n-环氧基)调整为5:1~60:1，制备出一系列NHSi。采用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、接触角测量仪、表面张力仪和扫描电子显微镜(SEM)对HBP-OH和NHSi的结构和性能进行了表征。 GPC分析表明HBP-OH的Mn为340.5。

 

FT-IR分析表明，随着n-OH:n-环氧树脂摩尔比的增加，-OH的峰强度增加。然后使用制备的NHSi来制备水溶液。制备过程中n-OH:n-环氧树脂为30:1时NHSi溶液的最低表面张力为24.71 mN·m−1。添加2%NHSi的水性聚氨酯(WPU)乳液在玻璃表面的最小水接触角为14.85°。润湿实验表明NHSi对固定海岛超细纤维合成材料具有良好的润湿能力。

图1.接触角测定结果【1】。

 

简而言之，将2％NHSi添加到30g WPU中以制备WPU浆料。测试了WPU施胶剂在玻璃和聚苯乙烯表面的接触角。接触角结果如图1所示。从图中可以看出，WPU施胶剂的接触角结果如图1所示。NHSi具有不同的表面张力。特别地，当-n-OH:-n-环氧树脂为30:1时获得最小水接触角。玻璃和多孔硅表面的接触角分别为14.85°和64.78°，表明NHSi具有良好的润湿性。

 

当WPU浆料涂覆在基材表面时，一部分NHSi位于涂层的底部，与润湿的表面接触。类似硅氧烷片段的亲脂片段被吸附在固体表面上，亲水基团向外延伸至水。水与基底之间的接触转变为水与NHSi亲水基团之间的接触，形成以表面活性剂为中间层的三明治结构。这使得水相更容易扩散，达到润湿的目的。

 

对于相同的WPU施胶剂，玻璃上的接触角比聚苯乙烯上的接触角小得多。因为Pellosil的表面能较低，很难被液体润湿。不同羟基与环氧基摩尔比的表面活性剂具有不同的润湿性。但它并不简单地表现出相应的变化趋势。表明端羟基超支化聚合物改性表面活性剂的润湿性不仅与亲水基团和疏水基团的比例有关。

 

以HBP-OH和环氧硅油为原料，三氟化硼醚为催化剂，制备非离子超支化有机硅表面活性剂。研究涉及的开环反应在110~130℃下进行6小时。通过改变羟基和环氧基的摩尔比合成了一系列NHSi，并测试了它们的表面活性。当该值为30:1时，制备的NHSi具有优异的表面性能。当NHSi浓度为5 g/L时，表面张力低至24.71 mN·m−1，表明超支化结构可以有效降低水溶液的表面吸引力，提高其对基材的润湿性。

 

进一步的应用实验表明，含有NHSi的WPU浆料在玻璃表面的水接触角仅为14.85°，且含有少量NHSi的水溶液对固定海岛超细纤维合成材料也具有良好的润湿性。所介绍的内容只是我们研究的一部分。除了润湿性之外，NHSi对水性涂料的其他功能性能也有着深入的影响。

 

【1】Liu, J.; Zhang, F.F.; Song, Y.H.; Lv, K.; Zhang, N.; Li, Y.C. The Synthesis of Nonionic Hyperbranched Organosilicone Surfactant and Characterization of Its Wetting Ability. Coatings 2021, 11, 32. https://doi.org/10.3390/coatings11010032

 

科学指南针以分析测试为核心，提供材料测试、环境检测、生物服务、模拟计算、科研绘图等多项科研产品，累计服务1800+个高校、科研院所及6000+家企业，获得了60万科研工作者的信赖。始终秉持“全心全意服务科研，助力全球科技创新”的使命，致力于为高校、院所、医院、研发型企业等科研工作者提供专业、快捷、全方位的服务。

 

免责声明：部分文章整合自网络，因内容庞杂无法联系到全部作者，如有侵权，请联系删除，我们会在第一时间予以答复，万分感谢。