Các quy trình tổng hợp chất làm ướt silicone khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc hóa học, yêu cầu chức năng và lĩnh vực ứng dụng của chúng. Dưới đây là một số phương pháp tổng hợp và đặc điểm của chúng:

1. Chất làm ướt silicone chịu nhiệt độ cao và chống thủy phân

(1). Nguyên liệu thô

Thành phần chính: Trisiloxan ethoxylate (TRSE), polyether, hợp chất flo (ví dụ: perfluorooctyl sulfonamide, axit perfluorobutyl sulfonic).

Chất xúc tác: Chất xúc tác bạch kim (ví dụ: 1% axit chloroplatinic trong ethanol).

(2). Các bước tổng hợp

Phản ứng trộn: Trisiloxan ethoxylate (10–50 mol), polyether (5–40 mol) và các hợp chất flo (1–10 mol) được thêm vào một lò phản ứng và đun nóng đến 85–135°C.

Phản ứng xúc tác: Chất xúc tác bạch kim được đưa vào dưới sự khuấy mạnh và nhiệt độ được duy trì trong 2–4 giờ.

Xử lý sau: Các sản phẩm phụ được loại bỏ thông qua chưng cất chân không để thu được sản phẩm cuối cùng.

(3). Các thông số chính

Sức căng bề mặt: <22,5 mN/m, ổn định ở pH 2–12.

Độ ổn định ở nhiệt độ cao: Duy trì sức căng bề mặt ổn định trong 72–240 giờ ở 80–150°C.

Ứng dụng: Lớp phủ, da tổng hợp, lớp phủ dệt và các tình huống công nghiệp khác yêu cầu khả năng chịu nhiệt độ cao và chống thủy phân.

2. Chất làm ướt silicone dùng cho thuốc trừ sâu

(1). Nguyên liệu thô

Dầu silicone chứa hydro (ví dụ: heptamethyltrisiloxan), allyl polyether, chất hoạt động bề mặt không ion (ví dụ: copolymer khối polyoxyethylene-polyoxypropylene), axit polystyrene sulfonic.

Chất xúc tác: Axit clohydric loãng, triethylenetriamine.

(2). Các bước tổng hợp

Chuẩn bị tiền chất: Dầu silicone chứa hydro và allyl polyether trải qua phản ứng cộng ở 100–150°C trong 5–8 giờ để tạo thành tiền chất silicone đã biến tính polyether.

Phản ứng biến tính: Tiền chất được trộn với glycerol, polyvinyl alcohol, v.v., sau đó thêm từng bước các chất xúc tác (ví dụ: trimethylchlorosilane) ở 50–80°C.

Kết hợp và làm đặc: Chất hoạt động bề mặt không ion, axit polystyrene sulfonic, chất làm đặc (ví dụ: carboxymethyl cellulose) và các chất tạo chelate nguyên tố vi lượng được kết hợp.

(3). Đặc điểm

Tăng cường khả năng thấm ướt của thuốc trừ sâu, giảm sức căng bề mặt và cải thiện khả năng chống tạo bọt.

Việc kết hợp các nhóm fluoroalkyl kỵ nước làm tăng khả năng thâm nhập và bám dính trên các bề mặt không phân cực.

3. Chất làm ướt silicone phản ứng

(1). Nguyên liệu thô & Phản ứng

Thành phần chính: Dầu silicone chứa hydro đầu cuối, allyl epoxy polyether.

Bước quan trọng: Phản ứng Grignard (ví dụ: hệ chloroethane/magnesium) được sử dụng để phản ứng với dầu silicone chứa hydro đầu cuối, sau đó là phản ứng trùng ngưng với allyl epoxy polyether.

(2). Điểm nổi bật của quy trình

Nhiệt độ phản ứng: 20–80°C (giai đoạn phản ứng Grignard), ≤80°C đối với thủy phân-trùng ngưng.

Sắp xếp lại phân tử: Axit sulfuric đậm đặc xúc tác sự sắp xếp lại để tối ưu hóa sự cân bằng kỵ nước-ưa nước.

(3). Ưu điểm

Cấu trúc phân nhánh tăng cường khả năng thấm ướt và độ ổn định, phù hợp với các hệ giao diện phức tạp.

4. Chất làm ướt silicone siêu phân nhánh

(1). Phương pháp tổng hợp

Nguyên liệu thô: Polymer siêu phân nhánh đầu cuối hydroxyl, dầu silicone epoxy đầu cuối.

Cơ chế phản ứng: Phản ứng mở vòng epoxy tạo thành cấu trúc mạng siêu phân nhánh.

(2). Tính năng ứng dụng

Giảm đáng kể sức căng bề mặt trong polyurethane gốc nước, cải thiện sự làm ướt và san bằng chất nền.

Lý tưởng cho da, da tổng hợp và các lĩnh vực khác yêu cầu hiệu suất phân tán và san bằng cao.

5. So sánh quy trình & Định hướng tối ưu hóa

(1). Lựa chọn chất xúc tác: Chất xúc tác bạch kim phù hợp với hệ thống nhiệt độ cao, trong khi chất xúc tác axit (ví dụ: HCl loãng) được sử dụng cho các phản ứng biến tính.

(2). Thiết kế chức năng: Các hợp chất flo tăng cường khả năng chống thủy phân; chuỗi polyether điều chỉnh sự cân bằng ưa nước-kỵ nước.

(3). Xu hướng thân thiện với môi trường: Công thức gốc nước và các giải pháp VOC thấp là các ưu tiên R&D hiện tại.