2．1 PMS合成條件的確定

在聚醚與含氫硅油進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)時(shí)，影響硅氫鍵轉(zhuǎn)化率的因素主要有5個(gè)：反應(yīng)溫度(A)、PE與PHMS的量之比(B)、催化劑用量(C)、溶劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)(D)和反應(yīng)時(shí)間等。單因素試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)后，加成反應(yīng)經(jīng)過約5—10 min的引發(fā)期后，反應(yīng)速度迅速加快，3 h后反應(yīng)幾乎中止；從節(jié)約能源來講，本實(shí)驗(yàn)反應(yīng)時(shí)間均選擇3 h。本實(shí)驗(yàn)將其余4因素分設(shè)三個(gè)水平，以硅氫鍵轉(zhuǎn)化率為指標(biāo)，選用正交表L9(3的4次方 )進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(見表1)，結(jié)果見表2。

由表2可見，各因素對(duì)硅氫鍵轉(zhuǎn)化率( α)的影響如下：D>B>C>A， 即催化劑用量對(duì)硅氫加成反應(yīng)的影響最顯著。隨著催化劑用量的增

加，反應(yīng)速度加快、α提高，但用量達(dá)到一定值后，對(duì)反應(yīng)速度無明顯影響，且還會(huì)因反應(yīng)產(chǎn)生的鉑黑導(dǎo)致產(chǎn)物色澤加深，產(chǎn)品外觀變差，限制了其使用范圍；原料配比亦對(duì)α有很大影響，隨著PE與PHMS量之比的增加，α增高，但PE殘留量增加，影響產(chǎn)物的性能；隨著溶劑用量的增加，α也有一定的提高，但過多的溶劑會(huì)稀釋催化劑，降低反應(yīng)速率，因而溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇30％ ；反應(yīng)溫度對(duì)α的影響相對(duì)較小，高溫有利于反應(yīng)的進(jìn)行，但溫度過高引起分子交聯(lián)，導(dǎo)致體系黏度增大，影響產(chǎn)品性能 。對(duì)正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行方差析，得到較佳合成方案為A2B2C3D3，即PE與PHMS的量之比為1：1．2，100℃反應(yīng)3h、催化劑、溶劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為30×10的負(fù)6次方、30％ 。該工藝條件下α可達(dá)98．7％ 。

2．2 PMS的紅外光譜表征

圖1為PHMS、PE及產(chǎn)物PMS的紅外光譜圖。

圖1α中2 160 cm-1處Si—H的特征吸收峰和圖1b中164．5 cm-1處C=C的特征吸收峰于圖1c中消失，說明PE基本接枝到PHMS側(cè)鏈上；且圖1C中存在聚硅氧烷鏈段和聚醚基團(tuán)相應(yīng)的特征吸收峰：1 028 (Vsi-O-si,s), 805( vsi—c，S)，1 260 (δc—H，S，Si—CH3)，3 493(vo—H，m)1 456 (δc—H，S，一CH2一)，1 374(δc—H，S，一CH3)，2 967 (vc-H，s，一CH3一)2 869(Vc—H，S，一CH2一)cm-1，進(jìn)一步論證了上述結(jié)論。但1 645 cm-1處仍有C=C的特征伸縮頻率吸收峰，這是因?yàn)榫勖驯旧磉^量，反應(yīng)后仍有少量殘余。

2．3 PMS用量對(duì)消泡劑穩(wěn)定性的影響

表3為PMS質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)消泡劑穩(wěn)定性的影響。

由表3可見，未加PMS的乳化體系制得的消泡劑乳液在pH值為5．5和9.0的條件下會(huì)很快破乳、分層；隨著PMS用量的增加，乳膠粒粒徑越來越小，乳液的各種穩(wěn)定性也越來越好，外觀上乳液逐漸由乳白色變透明；PMS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％ 的消泡劑乳液的耐熱性好，在較寬的pH值及溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定。

2．4 PMS用量對(duì)消泡劑乳膠粒粒徑的影響

PMS作為乳化劑需兼顧消泡活性和乳液穩(wěn)定性。乳液pH值的高低影響消泡劑乳液的帶電性能，進(jìn)而對(duì)乳液穩(wěn)定性有直接影響。在弱酸、弱堿性作用下，乳膠粒子表面形成雙電層結(jié)構(gòu)，使乳膠粒子之間產(chǎn)生排斥力，從而阻止粒子聚集，使乳膠粒分散更好，有利于乳液穩(wěn)定。若酸、堿性過強(qiáng)，則乳膠粒表面形成的雙電層遭到破壞；乳膠粒之間因斥力過大而出現(xiàn)破乳，嚴(yán)重限制了有機(jī)硅消泡劑的應(yīng)用范圍。作為刺破泡沫的“針尖”，粒徑在l0～20μm之間的乳膠粒插入泡沫膜表面阻力小、入膜深和泡沫排水時(shí)問短，破壞油-水-氣膜的能力強(qiáng)，消泡速度快；如果乳膠粒粒徑太小，乳膠粒與泡沫膜作用加強(qiáng)，導(dǎo)致排水時(shí)間變長，故消泡時(shí)間變長；乳膠粒粒徑太大則難乳化、不穩(wěn)定，硅油很容易分離，消泡劑容易失活 。

表4為PMS用量對(duì)乳膠粒粒徑的影響。

由表4可見，PMS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過大，乳膠粒粒徑變小，分布變寬，影響到其消泡效果；而PMS用量較少，乳液穩(wěn)定性較差。PMS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的消泡劑乳液粒徑為16．2 m的乳膠粒的數(shù)量占乳液體積的95．8％。

圖2為PMS用量對(duì)消泡劑乳膠粒形態(tài)的影響。

由圖2可見，PMS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％ 的消泡劑，其乳液粒徑細(xì)小、均勻、呈規(guī)則圓球狀；未加PMS乳化的消泡劑乳液顆粒較大、形狀不規(guī)則，乳化不完全，有明顯油狀顆粒物。

2．5 PMS的用量對(duì)消泡劑性能的影響

圖3為消泡劑用量一定時(shí)，PMS與PDMS的質(zhì)量比對(duì)消泡劑性能的影響。

由圖3可見，隨PMS用量的增加，乳液的消泡速度先快后慢，PMS與PDMS質(zhì)量比在0．12—0．18時(shí)消泡效果最好。這可能因?yàn)槿榛瘎┯昧吭黾?，乳化比較充分，有利于提升消泡能力；但PMS用量過多，提高了乳液親水性，使疏水基團(tuán)難以吸附在氣液界面，影響其消泡能力。抑泡能力出現(xiàn)雙峰狀變化趨勢，PMS與PDMS質(zhì)量比在0．12～0．25時(shí)抑泡時(shí)間長、效果好。這是因?yàn)镻MS用量過高時(shí)，乳膠粒粒徑過小，界面能太大，乳液的穩(wěn)定性和抑泡性能反而下降；且乳化劑用量過多，經(jīng)濟(jì)上也不劃算。

綜合考慮消泡能力和抑泡效果，m(PMS)／m(PDMS)為0．15較好，此時(shí)消泡時(shí)間5．5 S，抑泡時(shí)間1 510 S。