阻燃型有机硅表面活性剂及其应用

朱文静

（南京美思德新材料有限公司，江苏南京 210047）

现今，表面活性剂在新产品研发方面起到关键性作用，为进一步拓展研发领域、降低研发成本，势必将阻燃有机硅表面活性剂分析工作提上日程，确保及时满足市场需求。可见，该论题具有探究性意义和现实性意义。

1 有机硅阻燃剂基本介绍

1.1 简介

有机硅阻燃剂又被称为无卤阻燃剂，它主要用于阻燃，并具有毒害程度低、效率高、环境破坏小等优点[1]。分析使用原理可知，有机硅阻燃剂通过优化分子结构、提升相对分子质量实现阻燃抑烟目的。含硅基团柔顺性、热稳定性良好，在交联技术辅助下完成其在高聚物分子链导入活动。当前，凝聚相阻燃机理为阻燃功效发挥提供有力条件，燃烧状态下生成无机隔氧绝热保护层（如图1），进而降低毒烟危害。

图1 有机硅阻燃剂保护层

1.2 成果

研究人员通过研究有机硅阻燃剂，并分析其性能影响效果，利用热分析法研究其在热降解方面的表现，研究结果表明，PC 与聚硅硼氧烷结合，能为炭层形成提供有力条件，且PC复合材料耐用性能大幅提升[2]。此外，研究人员在极限氧指数和锥形量热分析的前提下探究BSi 对PC/ABS 的阻燃效果，结果表明，BSi（5%）使合金指数由24%上升到28.6%。如果灭火活动中添加BSi，则烟气、毒气会大量消失，且燃烧速度减慢、安全风险得到有效控制。

2 阻燃型有机硅表面活性剂性能

2.1 界面性能

Si—O 主键具有隔水、隔油特征，它被称为非水介质。该活性剂与普通碳氢表面活性剂存在差异，具体表现在甲基排列方面，阻燃的有机硅表面活性剂作用于表面，张力低至20mN/m，但碳氢表面活性剂作用下的张力低至30mN/m。从应用角度来讲，EO/PO 改性有机硅表面活性剂在市场上备受欢迎，当EO/PO 数值改变，意味着活性剂性能随之变化，其数值与亲水性成正比。适当置入PO，则聚醚链隔水效果明显增强。

2.2 超润湿性

超润湿性良好的活性剂当属三硅氧烷表面活性剂，它在溶液中具有较高适存性。极性表面分子在氧键作用下形成单分子层，构成伸展链，并在极性表面伫立，这与一般表面活性剂存在明显差别。当基团空间位阻变化时，铺展速度和范围会受到影响，最终影响极性表面定向效果。

2.3 乳液稳定性

一般来说，常规碳氢表面活性剂在乳液稳定方面的作用力缺失，借助AFM 设备观察界面位置硅表面活性剂力的作用情况。据研究可知，聚二甲基硅氧烷自身隔水性显著，用量增加的同时，在有机溶剂环境中呈现非溶解特性。

2.4 活性调节性

研究学者以实验分析的方式观察聚氧乙烯醚三硅氧烷表面活性剂与二氧化碳融合表现，基于EO 数调整改变乳液存在状态。对此，研究人员分析基团敏感表现，可通过增减聚二甲基硅氧烷主链来调整表面活性。

3 阻燃型有机硅表面活性剂具体应用

3.1 用于发酵工业

借助发酵环节生成食品、药品，通过添加消泡剂减少泡沫量。一般来说，消泡剂应达到无毒、灭菌需要，分析表面张力可知，消泡剂表面活性物质张力低于发酵液，并在气体界面、液体界面形成单分子层，争取在最短时间内完成破泡任务。其中，阻燃型有机硅表面活性剂满足亲水性、疏水性需要，非离子型有机硅表面活性剂在消泡方面发挥显效作用。

3.2 用于农药领域

农药加工期间适量添加助剂，其中，质量分数为0.06～0.09的有机硅表面活性剂能在一定程度上保证化学稳定性，并提升物理性能。适当丰富制剂品种，有利于扩大阻燃型有机硅表面活性剂在农药领域使用范围，因植物表皮普遍存在抗湿润性、负电荷性，将其用于植物表皮，既能提高药效，又能借助渗透作用将害虫致死。对于农业生产活动来说，阻燃型有机硅表面活性剂适量添加，有利于提高农业产量，并保证农作物质量。

3.3 用于皮革行业

皮革中添加此类活性剂，既能润滑，又能防水，将其与有机硅加脂剂结合，能够适当控制加脂剂用量，进而缩小皮革化学品制造成本。有机硅表面活性剂在皮革领域广泛应用，无论是服装革还是鞋面革，都能通过浸渍操作实现润滑效果，最终提高皮革产品市场销量，并提高消费者满意度。此外有机硅表面活性剂又可充当防水剂、涂饰剂，使皮革产品质感大幅提升。

3.4 用于塑料工业

近年来，塑料制品在市场中大量销售，从塑料制品安全性、实用性等角度出发，应在生产阶段适量使用有机硅表面活性剂。聚氨酯泡沫塑料生产环节合理添加有机硅表面活性剂，能起到稳泡、均泡作用，并在一定程度上提升表面活性，根据塑料工业生产需要有效制造软硬度不等、弹性不等的泡沫。具备阻燃特征的有机硅泡沫稳定剂在市场中广泛使用，可见此类活性剂具有良好发展前景，能为泡沫塑料工业持续发展提供有力支持。

3.5 用于日化用品

有机硅表面活性剂优点较多，如抗氧化、防水透性、无毒等，将其用于日化用品，既能保证皮肤透气效果，又能带来安全性和舒适性。此外，它能有效提升日化用品市场竞争力，备受广大消费者青睐。对于日化用品厂家来说，应客观分析有机硅表面活性剂内在优点，将其与膏霜类制品、化妆品、洗护用品有机结合，尽最大可能提高结合产品的应用效能，全面满足使用者需求。

3.6 用于纺织行业

纺织纤维在有机硅表面活性剂作用下，呈现效果显著的杀菌性、抗静电性。以阳离子型活性剂为例，将其在纺织业中使用，能够保证纺织用品柔软性，对于纺织品体验者来讲，能够获得良好着装体验，进而会增加纺织产品在市场中的销量，这对纺织业经济效益增加有促进意义。以季铵盐类阳离子型活性剂为例，将其与纤维制品有机结合，能够起到防霉、灭菌作用，同时还能保证纤维制品安全性，在一定程度上提高纤维制品使用寿命。

3.7 用于食品、医药行业

现今，人们高度重视食品、药品安全性和方便性，一旦产生食品、药品安全问题，那么后果将不堪设想，并极易引发社会矛盾，这对社会和谐、稳定发展将带来不利影响[3]。基于此，有效运用有机硅消泡剂能够满足食品药品生产需要，它以改性聚硅氧烷来消泡、抑泡，且用量小、成本低、无毒，所以该消泡剂被豆制品制造业、抗生素生产单位一致认可。

3.8 用于机械加工业

我国工业化进程逐年加快，于金属制品生产阶段应用阻燃型有机硅表面活性剂，能够有效清除污物，进而加快金属制品生产速度，全面保证产品质量，这对工业持续发展起到推动作用。最为重要的是，阻燃型有机硅表面活性剂不以降低表面质量为条件，它能有效延长产品寿命，并减少环境污染，为机械自动清洗、便捷维修提供便利。可见，有机硅表面活性剂能为机械加工业良性发展提供有力支持。

4 结语

综上所述，随着市场经济的不断发展，社会各行业日益向精细化发展，有效应用阻燃的有机硅表面活性剂，能够更加深入地挖掘应用行业发展潜能，进而提高行业经济效益。结合时代发展需要，全方面分析阻燃型有机硅表面活性剂实际特点，能够促进工业绿色化发展，这对我国市场经济常态化运作有积极影响。