1. 研究目的与意义
有机硅表面活性材料的疏水基团由烷基硅氧烷主链所组成，其疏水性能比碳链优异，同等浓度的溶液中，具有更低的表面张力，具有比碳链烃类表面活性剂更强的表面活性。
2-氢三硅氧烷与烯丙基聚醚经氢硅加成后的三硅氧烷表面活性剂具有特定的表面特性，是一种支链化的高效表面活性剂，能降低油/水界面的界面张力，又具有优异的润湿扩展能力，能诱导农药直接经叶气孔被植物吸收，减少了农药挥发和光解的损失，从而提高农药的有效利用率，降低农药投放量(减少农药使用量30% ~50% )，是非常有效的农药助剂。
油酸甲酯分子中含有双键，可以进行硅氢加成反应。
2. 国内外研究现状分析
有机硅表面活性剂是20世纪60年代问世的一种新型的特种表面活性剂，于20世纪80年代开始大规模的发展和应用，其中以聚醚改性硅油为主，也可通过引入环氧基、氨基等反应性基团制成阴离子型、阳离子型或两性有机硅表面活性剂。 三硅氧烷表面活性剂活性的是甲基（CH3），柔软的SiOSi骨架仅起支撑作用，甲基呈伞型紧密排列在气液界面上，可使布满甲基的表面的表面张力降至20mN/m，而烃类表面活性剂的疏水基团为长链烃基或烃基芳基，主要由亚甲基（CH2）构成，疏松地排布在气液界面上，其降低气液界面表面张力的能力远不如三硅氧烷表面活性剂。 三硅氧烷通过硅氢加成反应将改性链接入有机硅主链。硅氢加成反应是有机硅化学中研究得最多，应用较广的一类反应，是指含Si-H键的有机硅化合物与不饱和有机化合物在一定条件下进行的加成反应。通过该反应，可以制得许多其它方法难以得到的含不同官能团的有机硅单体或聚合物，且反应条件温和，产率高，使用面广，在有机硅化学和化工领域中占有重要地位。 |
黄良仙等用 1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷和单烯丙基聚乙二醇甲基醚在氯铂酸催化下经硅氢加成反应合成出了非离子型三硅氧烷表面活性剂(NTS)。通过红外光谱IR确证了NTS的结构，并通过测定NTS水溶液的平衡表面张力研究了其表面活性。 许晓华等以1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、烯丙基缩水甘油醚和聚氧乙烯烯丙醚为原料，合成出含环氧基的聚醚硅氧烷；然后用乙醇胺进行胺化，得到氨基聚醚改性有机硅助剂。这种氨基改性有机硅助剂具有较低的表面张力，较强的延展性，能够有效大幅度降低农药的表面张力，提高农药如草甘膦对杂草的控制效果。 罗儒显等以烯丙基聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液为原料，采用两步法来合成烯丙基聚氧乙烯缩水甘油醚（APGE），然后在铂催化剂作用下，与1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)进行硅氢化加成反应制得聚氧乙烯基缩水甘油醚三硅氧烷(PGETS)，最后将其与三甲胺盐酸盐进行开环反应合成出季铵盐聚氧乙烯醚三硅氧烷表面活性剂(QASPETSS)。 尹丹娜等选用聚合度为7的甲氧基封端的烯丙基聚醚来改性七甲基三硅氧烷，采用高效铂络合物催化剂，通过无溶剂界面聚合，在氮气保护下进行硅氢加成反应制备三硅氧烷类有机硅表面活性剂。 参考文献 [1] Miyagawa, H.; Misra, M.; Drzal, L.T. Fracture toughness and impact strength of anhydride-cured biobased epoxy.Polym.Eng.Sci.2005,45,487-495. [2] Mohamed, A.S.; Shanmugam, N.; Muthukaruppan, A. Synthesis and characterization of bismaleimide-modified, soy-based epoxy matrices for flame-retardant application. High Perform. Polymer. 2010, 22,328344. [3] Bo, L.; Yang, L.T.; Dai, H.H.; Yi, A.H. Kinetic studies on oxirane cleavage of epoxidized soybean oil by methanol and characterization of polyols. J. Am Oil Chem Soc. 2008, 85, 113117. [4] Jue, L.; Wool, R.P. Additive toughening effects on new bio-based thermosetting resins from plant oils. Compos. Sci. Technol. 2008, 68, 10251033. [5] Park, S.J.; Jin, F.L.; Lee, J.R. Effect of biodegradable epoxidized castor oil on physicochemical and mechanical properties of epoxy resins. Macromol. Chem, Phys. 2004, 205, 20482054. [6] Yusof, B.; Yew, F.K. Global Oils Fats Business Magazine. Vol. 6. GOFB: Malaysia, 2009. [7] Frank, R.C.; Luc, P.; Arnaldo, W. A Global Overview of Vegetable Oils with Reference to Biodiesel: A Report for the IEA Bioenergy Task 40. UK, Imperial College, 2009, 10. [8] Cheong, M.Y.; Ooi, T.L.; Ahmad, S.; Wan, M.Z.W.Y.; Kuang, D. Synthesis and characterization of palm-based resin for UV coating. J. Appl. Polym. Sci. 2009, 111, 23532361. [9] Clayton, A.M. Epoxy Resins: Chemistry and Technology, CRC Press: Boca Raton, FL, 1988, p 14. [10] Hiroaki, M.; Robert, J.J.; Amar, K.M.; Manjusri, M.; Lawrence, T.D. Biobased epoxy/clay nanocomposites as a new matrix for CFRP. Composites: Part A. 2006, 37, 5462. [11] Van, D.V.H.A.M.; Mkamilo, G.S. Cereals and Pulses (Plant Resources of Tropical Africa 1). Africa, PROTA, 2006, 69. [12] 李学峰,高焕新,陈庆龄. 环氧化植物油的研究进展. 中国油脂. 2011，36(8),60-65. [13] Saghian, N.; Gertner, D. Hydrosilylation of long chain unsaturated fatty acid esters. Journal of The American Oil Chemists Society. 1974, 51(8):363-367 [14] Behr, A; Westfechtel, A; Gomes, JP. Catalytic processes for the technical use of natural fats and oils. Chemical Engineer Technology. 2008, 31(5): 700714 [15] Behr, A; Westfechtel, A. Catalytic processes in resource extraction from natural oils and fats. Chemie Ingenieur Technik. 2007, 79(5): 621-636 |
3. 研究的基本内容与计划
（1）2012年12月至2013年1月，完成与课题相关的文献综述。
（2）2013年2月下旬至2013年3月上旬，完成毕业论文的开题报告。
（3）2013年3月中旬至2013年5月，进行毕业设计的相关实验操作和数据处理。
4. 研究创新点
采用天然产物油酸甲酯，通过Si-H和C=C键的硅氢加成合成含油酸结构的有机硅表面活性剂，再以酯交换反应改性该表面活性剂。研究油酸甲酯硅氢加成反应条件，探索单官能度环氧乙烷聚醚改性表面活性剂可能性，研究聚醚链长对表面活性剂的性能影响。 |
