有機(jī)硅表面活性劑是近年來伴隨著有機(jī)硅新型材料興起，被作為熱點(diǎn)研究的新一代表面活性劑，其疏水基硅氧鏈的表面活性非常高，可以顯著地降低水的表面張力，是一類高效的表面活性劑，因此也成為表面活性劑領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

性能

1、有機(jī)硅表面活性劑的界面性能

由于有機(jī)硅表面活性劑的主鏈?zhǔn)侨彳浀腟i—O鍵，既不親水，也不親油，所以可用于水溶液和普通碳?xì)浔砻婊钚詣┎荒軕?yīng)用的非水介質(zhì)。另一方面，有機(jī)硅表面活性劑以甲基排列在界面上，可使表面張力降至20mN/m左右，而普通碳?xì)浔砻婊钚詣┮詠喖谆帕性诮缑嫔?，只能使表面張力降?0mN/m左右。

在有機(jī)硅表面活性劑中使用最多的是EO/PO改性有機(jī)硅表面活性劑，其性能與EO/PO的比值、表面活性劑的聚合度等多種因素有關(guān)。EO是表面活性劑改性基團(tuán)中的親水部分，PO是親油部分。當(dāng)EO/PO的比值發(fā)生變化時(shí)，有機(jī)硅表面活性劑的性能會發(fā)生變化。研究發(fā)現(xiàn)，若EO/PO比值變大，則表面活性劑的HLB值會升高，表明親水性增強(qiáng)；EO/PO比值變小，則會使表面活性劑的親水性減弱。當(dāng)接枝型聚醚改性硅油的EO的長度一樣時(shí)，其表面張力隨聚硅氧烷聚合度的降低而增加。這是由于聚硅氧烷的分子鏈越短，在空/水界面的堆積越緊密，表面的甲基越多。當(dāng)PO被引入時(shí)，增加了聚醚鏈的疏水性，從而增大了聚醚改性硅油的表面張力。

2、有機(jī)硅表面活性劑的超潤濕性

三硅氧烷表面活性劑不但能降低油/水界面的界面張力，同時(shí)還可能在低能疏水表面潤濕擴(kuò)展，這一能力稱為“超潤濕性”或“超鋪展性”。這種現(xiàn)象被認(rèn)為是在溶液中存在特殊的表面活性劑聚集體。

聚二甲基硅氧烷鏈易展布于極性表面(如水、金屬、纖維等)的原因是硅氧鏈中的氧能與極性分子或原子團(tuán)形成氧鍵，增加了硅氧鏈與極性表面分子之間的作用力，促使其展布成單分子層，從而使疏水性的硅氧烷橫臥于極性表面，成特有的“伸展鏈”構(gòu)型，而普通表面活性劑的疏水基是直立于極性表面的。當(dāng)聚硅氧烷中的甲基被其他基團(tuán)(如大的烷基、脂環(huán)基、芳基、硅官能團(tuán)或碳官能團(tuán))取代時(shí)，由于改變了取代基的極性或空間位阻，勢必會影響聚硅氧烷的疏水性和在極性表面的展布速度及狀態(tài)。硅氧鏈上取代基的多少和分布狀況也會產(chǎn)生同樣的影響。例如，甲基被較大的烷基或芳基取代后，會顯著減少聚硅氧烷的展布能力，同時(shí)減少其在極性表面的定向能力。

3、有機(jī)硅表面活性劑穩(wěn)定乳液的能力

有些接枝狀有機(jī)硅表面活性劑可使乳液在鹽、乙醇及有機(jī)溶劑存在時(shí)保持定這種能力是傳統(tǒng)碳?xì)浔砻婊钚詣┎痪邆涞?。通過原子顯微鏡(AFM)檢測發(fā)現(xiàn)硅表面活性劑在界面處存在相互作用力。非離子表面活性劑在25％乙醇溶液中就會失去表面活性，而有機(jī)硅表面活性劑在乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)80％時(shí)仍能降低表面張力。有機(jī)硅表面活性劑的這種性質(zhì)反映出聚二甲基硅氧烷不僅是疏水的，隨著聚二甲基硅氧烷含量的增加，有機(jī)硅表面活性劑在有機(jī)溶劑中也不溶。

4、有機(jī)硅表面活性劑與CO2的作用

Rocha等認(rèn)為聚氧乙烯醚三硅氧烷表面活性劑可以使CO2和水形成乳液，通過調(diào)節(jié)EO數(shù)，改變表面活性劑的“親水親CO2平衡(HCB)值”，可以使乳液由CO2包水(W/C)轉(zhuǎn)變?yōu)樗麮O2(C/W)。Sarbu等認(rèn)為聚硅氧烷表面活性劑的特性能使它在超臨界CO2中得到應(yīng)用。Fink等認(rèn)為有機(jī)硅表面活性劑在超臨界CO2中的相行為，發(fā)現(xiàn)相行為對疏CO2的基團(tuán)很敏感，而對硅氧烷的大小不太敏感，并發(fā)現(xiàn)了無規(guī)則的液晶相。Folk等制得了一系列陽離子型有機(jī)硅表面活性劑，并研究了它們在高密度CO2中的行為。改變聚二甲基硅氧烷的鏈長和反離子都會強(qiáng)烈改變其在臨界CO2中的表面活性。

應(yīng)用

1、在日化用品中的應(yīng)用

因?yàn)橛袡C(jī)硅表面活性劑具有無毒、無皮膚刺激性、抗氧化作用、紫外線防護(hù)作用、生物相容性好、防水透氣性能優(yōu)異等許多優(yōu)點(diǎn)，因而在化妝品、洗發(fā)護(hù)發(fā)類制品、膏霜類制品與產(chǎn)品中有一定程度的應(yīng)用。有機(jī)硅表面活性劑因其低的表面張力和適宜的粘度，有利于化妝品在肌膚和毛發(fā)表面擴(kuò)散，能提高化妝品在皮膚上的保濕性和滯留性，又可保持皮膚的正常透氣，也能賦予頭發(fā)光澤、易梳理、平滑利落、抗靜電和柔軟感。

2、在紡織行業(yè)的應(yīng)用

有機(jī)硅表面活性劑具有抗靜電性、柔軟性以及良好的殺菌和消毒能力，并能賦予纖維很好的柔軟效果。陽離子型有機(jī)硅表面活性劑在紡織工業(yè)中主要用作抗靜電劑和柔軟劑，季銨鹽類陽離子型有機(jī)硅表面活性劑用于纖維制品的衛(wèi)生整理，具有很好的殺菌、防霉作用，并且安全耐久。

3、在農(nóng)藥中的應(yīng)用

在農(nóng)藥加工中，加入0.05％ - 0.1％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的有機(jī)硅表面活性劑作助劑，可優(yōu)化制劑的物理性能及化學(xué)穩(wěn)定性，增加制劑品種，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。植物的葉、莖表皮常常具有抗?jié)櫇裥缘某煞只蚪Y(jié)構(gòu)，而且往往帶有負(fù)電荷，對農(nóng)藥液體具有排斥作用，而有機(jī)硅表面活性劑的添加可促進(jìn)農(nóng)藥制劑在植物上順利地附著、保持、鋪展及滲透，對藥效的提高起到關(guān)鍵作用。有機(jī)硅表面活性劑能降低其表面張力，使水滲透到昆蟲氣管內(nèi)，使其致死，作為殺蟲劑助劑。

4、在食品、醫(yī)藥方面的應(yīng)用

有機(jī)硅消泡劑是以改性聚硅氧烷為主要成分，添加多種非離子型表面活性劑等配制而成的，具有優(yōu)良的消泡性能，用量少，使用方便，無毒，無腐蝕性，對味精、豆制品以及抗生素生產(chǎn)中產(chǎn)生的泡沫均有良好的消泡和抑泡作用。