Page 221 - 《精细化工》2020年第8期

第 8 期 张 濬，等: 液态聚有机硅氧烷高速剪切过程中的雾化抑制剂 ·1719·

凝胶率增大，因为黏度和相对分子质量正相关是聚
合物的普遍性质；当 PDMS-Vi 的相对分子质量和
n(C==C)∶n(Si—H)不变时（样品 C10~C15），随着
含氢量的增大，黏度增大，凝胶率整体略有增大，
因为含氢量的改变，并没有明显改变雾化抑制剂的
相对分子质量；当 PDMS-Vi 的相对分子质量和含氢
量不变时（样品 C1~C8），随着 n(C==C)∶n(Si—H)的
增大，凝胶率逐渐减小，这是因为，n(C==C)∶n(Si—
H)的比例增大，剩余未参与反应的 C==C 增多。

图 1 含氢聚硅氧烷（H4）与硅氢加成产物（C12）的红
表 2 合成雾化抑制剂的工艺条件和性能参数
外谱图对比 Table 2 Process conditions and performance parameters
Fig. 1 FTIR spectra of hydrogen-containing polysiloxane for the synthesized of anti-fogging agents
(H4) and prepared hydrosilylation product (C12)
AFA PDMS-Vi 的 含氢量/ n(C==C)∶ 产物黏度/ 凝胶率
雾化抑制剂的结构式如下，结构式中 m 和 k 代 相对分子质量 (mmol/g) n(Si—H) (mPa·s) /%
表二甲基硅氧烷单元数；p，q 和 n 代表甲基氢硅氧 C1 8097 15.1 3.5∶1 固化 75.40
C2 8097 15.1 4.0∶1 固化 64.30
烷单元数。
C3 8097 15.1 4.5∶1 8412 48.70
C4 8097 15.1 5.0∶1 3538 30.40
C5 8097 15.1 5.5∶1 1709 13.10
C6 8097 15.1 6.0∶1 1348 8.30
C7 8097 15.1 6.5∶1 1018 6.20
C8 8097 15.1 7.0∶1 933 5.70
C9 8097 0.74 5.5∶1 892 7.10
C10 8097 1.7 5.5∶1 1010 8.20
C11 8097 3.4 5.5∶1 1083 11.80
C12 8097 5.5 5.5∶1 1141 12.60
C13 8097 6.9 5.5∶1 1151 13.00
C14 8097 8.1 5.5∶1 1243 12.80

C15 8097 13.5 5.5∶1 1358 13.00
1 HNMR (600 MHz, CDCl 3 ), δ: 6.13 (dd, J = C16 5759 5.5 5.0∶1 705 6.50
20.4、14.9 Hz, 1H), 5.94 (dd, J = 14.8、3.8 Hz, 1H), C17 8097 5.5 5.0∶1 2515 19.60
5.75 (dd, J = 20.4、3.9 Hz, 1H), 0.57~–0.10 (m, C18 12000 5.5 5.0∶1 4308 32.20
1
323H)。由 HNMR 可知，δ 6.13、5.94、5.75 对应的 C19 24545 5.5 5.0∶1 7860 63.50
是乙烯基—CH==CH 2 的 3 种氢；δ 0.57~–0.10 是反 C20 33750 5.5 5.0∶1 54960 90.70
应后的 Si—CH 3 、SiCH 2 CH 2 Si 和 SiCH (CH 3 ) Si 上的
1
不易分辨的氢。HNMR 表明反应结束后 Si—H 活泼 2.2 雾化抑制剂结构对 A fe 的影响
氢消失，说明氢硅化反应已经完全。 2.2.1 雾化抑制剂凝胶率对雾化抑制剂的影响
1 HNMR 结果与 FTIR 结果能相互印证，可以确 雾化 抑制 剂添 加质 量分数 4% ，只 改变
定所得雾化抑制剂已经完全反应。 n(C==C)∶n(Si—H)，考察其对 A fe 的影响见表 3。
改变 PDMS-Vi 的相对分子质量、含氢聚硅氧烷 如表 3 所示，随 n(C==C)∶n(Si—H)的增大，凝
的含氢量以及两者物质的量之比 n(C==C)∶n(Si— 胶率减小，雾化抑制剂从固态变成凝胶态最后逐渐
H)，合成多种雾化抑制剂如表 2 所示。 变成黏弹性液体，添加质量分数 4%的雾化抑制剂的
1
表 2 中 PDMS-Vi 的相对分子质量是以 HNMR A fe 逐渐减小。但是当 n(C==C)∶n(Si—H)=4.5∶1 时
中 Si(CH 3 ) 2 和 Si—CH==CH 2 的积分比例计算的结 黏度已经达到 8412 mPa·s，宏观上是黏稠凝胶，当
果；也可以用溴化碘滴定法测定 PDMS-Vi 的乙烯基 n(C==C)∶n(Si—H)=4.0∶1 时雾化抑制剂已经固
含量 [21] 。从表 2 可以看出，当含氢量和 n(C==C)∶ 化，并且工业涂布过程中希望用到的雾化抑制剂黏
n(Si—H)不变时（样品 C16~C20），随着 PDMS-Vi 度在 2000 mPa·s 以内，凝胶率控制在 30%以内。所
的相对分子质量的增大，雾化抑制剂的黏度增大， 以，雾化抑制剂以 n(C==C)∶n(Si—H)=5.5∶1 为宜。