助剂化学结课论文 (liuguanhua)

目录

1. 流滴剂与防雾剂………………………………………………………………2

1.1 简介………………………………………………………………………2

1.2 流滴剂 ……………………………………………………………………2

1.3 防雾剂 ……………………………………………………………………2

1.4流滴减雾剂在棚膜中的均匀分散…………………………………………2

2.流滴剂与防雾剂的作用机理…………………………………………………2

2.1流滴膜消雾气的机理……………………………………………………2

2.2流滴消雾膜消雾机理……………………………………………………4

2.3流滴和消雾剂配合与协同………………………………………………5

3.流滴剂与防雾剂的分类………………………………………………………6

3.1 内涂式棚膜流滴剂和消雾剂…………………………………………6

3.2 添加式棚膜流滴剂……………………………………………………6

3.3 添加式棚膜消雾剂……………………………………………………6

4.合成工艺举例…………………………………………………………………7

4.1有机硅改性丙烯酸酯的合成………………………………………………7

4.2聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯的合成与应用……………………………8

4.3正辛醇聚氧烷烯醚唬拍酸单醋磺酸盐合成工艺…………………………10

5.参考文献………………………………………………………………………11

1.流滴剂与防雾剂【1】

1.1简介

防雾、流滴剂都是表面活性剂，只是防雾剂的表面活性更高，因而有人将其统称为防雾滴剂。20世纪70 年代末，塑料薄膜得以在农业暖棚中得到应用，开始对防雾剂和流滴剂进行研究，目前全国已有10 余家生产单位，但产量都不大。作为防雾、流滴剂，要求有良好的防雾滴效果，有较高的热稳定牲和与其他助剂的配伍性，不喷霜、不渗移、无毒、无腐蚀性等性能。它们主要包括以下几种类型：多元醇脂肪酸类；烷基酚环氧乙烷加成物；含氮表面活性剂；含氟表面活性剂；含硅表面活性剂等。

1.2 流滴剂。

水蒸气会在薄膜表面凝结细小的水珠，它对光的反射影响了光线通过，不利于作物生长。流滴剂是一种表面活性剂，起破坏水珠与薄膜之间的界面张力，防止表面形成水珠的一类助剂。流滴剂按使用方法可分为添加型和涂布型两种。添加型可保透明塑料薄膜极大地促进了农业生产的发展，但塑料表面具有疏水性，当薄膜表面温度低于大气的露点或周围处于高温高湿度状态时证长期发挥防雾和流滴作用，并具有润滑、抗粘结和抗静电性能。

1.3防雾剂。

聚烯烃、聚氯乙烯等塑料具有疏水性，当这些材料的薄片、薄膜表面温度达到露点以下时，空气中的水蒸气会在其表面冷却凝结成细小的水滴，使表面模糊不清，影响透光率。为防止塑料薄膜和片材表面结雾的办法是赋予其表面亲水性，这类用于防止结雾的物质叫防雾剂。有的防雾剂可使凝结的水滴扩散为膜状并顺表面流下，故又称作防滴剂或流滴剂，多用脂肪酸多元酯、脂肪烷醇酰胺、烷基胺环氧乙烷加成物等非离子型表面活性剂及其复合物。防雾剂的典型用量为0.5 %～4.0 %。常用的防雾剂有甘油脂肪酸酯(即甘油单酸酯)、山梨醇酐脂肪酸酯和两者的环氧乙烷加成物。

1.4流滴减雾剂在棚膜中的均匀分散【2】

文献指出, 各种功能助剂在棚膜中的均匀分散程度至关重要, 在多功能助剂母料制造与吹塑棚膜时, 须严格控制适宜的工艺技术条件, 以保证流滴减雾剂在树脂熔体和棚膜中均匀分散[2] 。有的企业认为, 采用液体减雾剂( 改性聚硅氧烷) 控制适宜混料工艺条件和加料程序, 使母料制造用各种原料均匀混合, 再用双螺杆挤出造粒机将流滴减雾剂与其它助剂制成 体化多功能助剂母料, 有较好应用效果。据有关研结果, 应按 浓度, 高分散技术原则确定母料配方及树脂与母料配比, 并将树脂与母料均匀混合。在吹塑棚膜时应按 低- 高- 较高的 鞍形加工温度曲线, 调控挤出机各段温度并合理控制挤出机螺杆转速, 以使流滴减雾剂等在棚膜中均匀分散, 从而稳定提高棚膜流滴减雾性能[2] 。有的企业提供的流滴减雾性EVA 多功能三层复合吹塑棚膜工艺技术条件列于表4, 可供参考。

2.流滴剂与防雾剂的作用机理【3】

2.1流滴膜消雾气的机理

在实际使用过程中, 棚膜表面会形成两个界面即:膜 界面和水 气界面。正是由于

这一特殊形式,使得流滴剂在这两个界面上的行为影响了雾气的消除。流滴剂对雾气的发生并没有影响, 它仅仅对雾气的消除产生影响。

在膜 界面上, 小分子的流滴剂由于同树脂的不相容性, 将逐步迁移到树脂表面, 由于其具有亲水和亲油两个链段使得它在界面上形成亲油基伸向膜内部,亲水基伸向水层的比较整齐的竖直排列。使得膜表面对水的接触角降低, 水滴铺展进而连接成连续水膜。这正是流滴剂唯一重要的作用机理(见图1)。

图1表面活性剂的分子结构

流滴剂是由小分子表面活性剂组成, 其在膜 界面上不能长期的存在, 势必流失到水中而排列在水 气界面上。在此界面上排列呈亲水基朝向水层, 亲油基朝向空气, 形成森林状!结构。增加了雾滴同水面碰撞 弹的几率, 也就是减弱了消雾能力(见图2)。

图2流滴剂对消雾的影响

一旦碰撞消雾速率小于生雾速度, 雾滴将会积累、相互碰撞成大雾滴几率增加, 进而向下弥漫, 加之棚内温度较低、地表和植株的水蒸汽蒸腾量较大, 使棚内空气接近露点, 溶解不了如此大量的雾滴, 其结果可想而知。

不同的表面活性剂组成的流滴剂在水空气界面上排列的紧密程度的是不同的, 其相关的物化性质可以用临界胶束浓度( CMC )来表征。几种典型的表面活性剂的临界胶束浓度如表1所示。

具有较低临界胶束浓度(CMC ) 的流滴剂由于分子间的静电斥力限制了它在水 气界面的紧密排列,森林状!的疏松结构使其消雾性能进一步改善。

受到水 滴亲和能力和雾滴传质运动速度的影响, 其单位面积消雾能力应该是一定的。由于生雾行为和消雾行为是不同的机理, 在棚内上下温差极大, 同时土壤水分充足的情况下, 生雾速度可以无限增大, 使得在极端的情况下产生弥漫在棚内的雾气。

无论怎样, 只要有表面活性剂存在, 势必减弱消雾能力。换句话说: 假如白膜!的消雾能力是100%, 内加流滴膜的消雾能力只能小于100%。

2.2流滴消雾膜消雾机理

在带来降低膜 界面张力的同时, 流滴剂胶束在水 气界面上阻碍消雾的问题将由消雾剂来解决。目前笔者采用有机氟和有机硅为主的消雾剂, 其结构也是一端为氟烷(硅烷)链, 另一端为亲水链(一般为聚醚) (见图3)。

图3有机氟消雾剂的结构

氟烷链段的特性是憎水、憎油, 硅烷链段特性是憎水、略憎油。这一特性决定了氟(硅)链段在水 气界面上无所适从, 只能在亲水链段的拉扯下以平躺!的形式存在于水 气界面[1] (见图4 )。

图4含有机氟消雾剂膜面的消雾行为

氟碳表面活性剂之所以能显著降低表面张力, 是因为它具有很高的表面活性。比较表2中氟碳表面活性剂与普通表面活性剂的临界胶束浓度( CMC )可见, 氟碳表面活性剂的CMC 值约与碳氢链长是氟碳链的15 倍的碳氢表面活性剂的CMC 值相近。说明具有相同碳数的氟碳表面活性剂CMC 值比碳氢表面活性剂低得多。因而使用较低浓度的氟碳表面活性剂就能 …… 此处隐藏：6939字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……