水溶性膠管脫模劑的制備及其性能研究

張仲桓 尹通 王玉龍 李曉明 梁博

【摘?要】以兩種自制改性硅油作為基礎(chǔ)油，以吐溫80和丙三醇為復(fù)合表面活性劑，構(gòu)建了新型硅油微乳液體系，通過繪制三元相圖并計(jì)算單相區(qū)面積確定了微乳液體系最穩(wěn)定狀態(tài)下吐溫80和丙三醇的比例。使改性硅油微乳液體系穩(wěn)定性提高，優(yōu)化了脫模劑的性能。

【關(guān)鍵詞】脫模劑、硅油、微乳液

前言

脫模劑是一種幫助成型制品輕易從模具上脫離的助劑，它能在制品上形成一種隔離保護(hù)膜，這種隔離膜只有納米級(jí)厚度，耐熱性高，將制品和模具兩個(gè)界面分離開來，從而保證模具的表面質(zhì)量。脫模劑的核心作用在于降低模具和制品的剝離力[1，2]。

我國是塑料和橡膠行業(yè)的生產(chǎn)和消費(fèi)均為世界第一，隨著橡膠塑料行業(yè)的興起，脫模劑的需求量也在逐年增大。特別是在汽車膠管行業(yè)，脫模劑是必不可少的助劑。汽車膠管的成型需要經(jīng)歷塑煉、混煉、壓出、壓延和硫化幾個(gè)過程。硫化是使橡膠與骨架層之間產(chǎn)生極高的粘合強(qiáng)度，使其成為一個(gè)整體的重要環(huán)節(jié)。在硫化的過程中，膠管和芯棒容易發(fā)生粘連，所以硫化之前需要在芯棒表面涂一層脫模劑。但是現(xiàn)在的膠管脫模劑普遍存在著穩(wěn)定性差及脫模次數(shù)少等問題[3，4]。

為了解決這些問題，我們使用兩種不同結(jié)構(gòu)的自制改性硅油（下文用U1、U2表示）作為基礎(chǔ)油，使用吐溫80和丙三醇制備成復(fù)合乳化劑來構(gòu)建硅油微乳液體系。通過繪制三元相圖得出最穩(wěn)定體系中的投料比，以實(shí)現(xiàn)提高脫模劑穩(wěn)定性和脫模效果的目標(biāo)。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)試劑

二甲基硅油、自制改性硅油U1、自制改性硅油U2、Tween-80、丙三醇

1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備

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1.3實(shí)驗(yàn)方法

稱取一定量的丙三醇和tween80置于燒杯中，按3：1～1：3比例攪拌均勻，之后將其與油相按一定比例混合（1：9，2：8，3：7，4：6，5：5，6：4，7：3，8：2，9：1），置于恒溫加熱磁力攪拌器（25℃）持續(xù)震蕩1h，之后向燒杯（容量150mL）中逐滴加水，當(dāng)觀察到溶液渾濁變澄清時(shí)，停止滴加，并記錄滴加水的量，計(jì)算水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，然后在相應(yīng)的油相與乳化劑比例特性線上作點(diǎn)，共得9個(gè)點(diǎn)。將這9點(diǎn)與標(biāo)軸的純油相點(diǎn)和純水點(diǎn)連線即得單相區(qū)和雙相區(qū)分界線，分界線上側(cè)為單相區(qū)（如圖），用origin軟件即可測得單相區(qū)面積大小，單相區(qū)面積最大的即為最佳配比。

2結(jié)果與分析

圖1為丙三醇和tween80的配比在3：1～1：3條件下繪制成的三元相圖單相區(qū)面積比例，在丙三醇和tween80的配比大于為3：1～1：2時(shí)，單相區(qū)面積的占比隨tween80比例的增大而增大。當(dāng)丙三醇：tween80為1：2時(shí)，單相區(qū)面積占比達(dá)到峰值61.04%。tween80比例繼續(xù)增大，單相區(qū)面積占比呈顯著下降趨勢(shì)?？赡苁怯捎趖ween80是優(yōu)質(zhì)的表面活性劑，隨著其比例增大體系的穩(wěn)定性逐步提高;而丙三醇作為助乳化劑，其比例減小也會(huì)導(dǎo)致體系的穩(wěn)定性下降?？芍迹簍ween80的最佳值為1：2。

3結(jié)論

通過繪制三元相圖并計(jì)算和比較單相區(qū)面積，得出有利于改性硅油微乳液體系穩(wěn)定性的最佳條件，即丙三醇：tween80為1：2。本實(shí)驗(yàn)為硅油微乳液型脫模劑的研發(fā)提供了理論支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳凡. POSS接枝改性甲基含氫硅油的制備及性能研究[D]. 北京化工大學(xué)，2015.

[2]陳凡，王瑞，李言，et al. 含POSS側(cè)基甲基含氫硅油的制備及應(yīng)用性能[J]. 粘接，2015，36（10）：37-41+36.

[3]蔣崇文，雷志剛，吳周安，et al. 脫模劑的制備與應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 精細(xì)與專用化學(xué)品，2007，（06）：16-18+22.

[4]雷志剛. 含氟脫模劑制備與應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 浙江工業(yè)大學(xué)，2009.

基金項(xiàng)目：

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（202010214048），黑龍江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（LH2020E089）

作者簡介：

張仲桓（2000?），男，黑龍江省雙鴨山市人，在讀本科生，專業(yè)為材料成型及控制工程。

（作者單位：哈爾濱理工大學(xué)）