ポリエーテル変性ヘプタメチルトリシロキサンについての話トリシロキサン (HC-YM9362) : 構造特性、合成プロセス、革新的な用途

Ⅰ．製品概要

ポリエーテル変性ヘプタメチルトリシロキサンは、ヘプタメチルトリシロキサンとポリエーテルセグメントが化学結合で結合した高性能シリコーン界面活性剤です。その分子構造はシロキサンの疎水性とポリエーテルの親水性を組み合わせており、独特の「両親媒性」特性を形成しており、「スーパースプレッダー」として広く知られています。この化合物は、化粧品、農業、コーティングなどの分野で革新的な応用価値を示しており、特にその超低表面張力と動的湿潤能力で知られています。

散布した農薬の性能をより良くすることができます。従来の界面活性剤と比較して、葉に付着しやすく、優れた拡散性と湿潤性を備え、毛穴への浸透が速く、雨による浸食に耐性があります。この優れた散布能力は、理想的な適用範囲と防除効果を達成するために少量の殺虫剤の噴霧のみが必要であることを意味し、雨による浸食に対する耐性により殺虫剤の保存期間が長くなります。この製品は殺虫剤を散布する際に水を最大 70% 節約できます。これにより、廃棄物が削減され、土壌や地下水に失われる農薬の量が削減され、環境中の残留農薬が削減されます。

Ⅱ．構造と物理化学的性質

テクニカル指標

化学名: ポリエーテル変性ヘプタメチルトリシロキサン

CAS番号: 27306-78-1

密度(25℃、g/cm3): 1.00～1.05

同等: ダウコーニング: Q2-5211 モメンティブ: Silwet 408 Degussa: S 240

外観: 無色～淡黄色透明の液体

アクティブなコンテンツ: 100%

粘度: 20-60cs

表面張力 (0.1%.aq): ≤22mN/m

構造式：

1. 分子構造

コア骨格: ヘプタメチルトリシロキサン (化学式: (CH3)3Si-O-Si(CH3)2-O-Si(CH3)3 )、トリシロキサン鎖と 7 つのメチル基を持ちます。

修飾基: ヒドロシリル化反応によってポリエーテル鎖 (PEG/PPG ブロック共重合体など) が導入され、Si-OC 結合で接続された「櫛状」構造が形成されます。

(式の例: (CH₃)₃Si-O-Si(CH₃)₂-O-Si(CH₃)₂-(CH₂)₃-O-(CH₂CH₂O)ₙ-(CH₂CH(CH₃)O)ₘ-R )。

2. 主要なパフォーマンス

表面活性: 表面張力は 20 ～ 25 mN/m (純水は 72 mN/m) と低く、従来の界面活性剤よりも大幅に優れています。

動的湿潤: 接触角 <10°。疎水性表面 (蓮の葉やポリプロピレン フィルムなど) 上で液体が瞬時に広がります。

熱安定性：温度範囲は-40℃～200℃で、高温処理環境に適しています。

環境適合性: 生分解性 (OECD 301 基準に基づく 60 日分解率 > 70%)、グリーンケミストリーのトレンドに沿っています。

Ⅲ．合成プロセス

1. 主要なステップ

原料の準備：

ヘプタメチルトリシロキサン: メチルクロロシランの加水分解および縮合によって調製されます。

末端アリルポリエーテル：エチレンオキシド（EO）とプロピレンオキシド（PO）の開環重合により合成されます。

ヒドロシリル化反応:

                                                                                              Pt触媒

(CH₃）₃Si-O-Si(CH₃）₂-O-Si(CH₃）₂-H +CH₂=CH-PEG/PPG-R → 目标产物

反応条件: 温度 80 ～ 120 ℃、窒素保護、触媒投与量 50 ～ 200 ppm。

2. プロセスの最適化

分子量制御: EO/PO 比と重合度 (n/m 値) を調整することで、親水性親油性バランス (HLB 値範囲 8 ～ 16) をカスタマイズします。

副産物の抑制: 膜分離技術により未反応のポリエーテルを除去し、純度は98%以上です。

Ⅳ．応用分野

PMHTS は、そのユニークなパフォーマンスにより、多くの分野で広く使用されています。

農薬分野:

殺虫剤の有効性を向上させる: PMHTS は殺虫剤溶液の表面張力を低下させ、植物の葉への散布性と浸透性を改善し、殺虫剤が害虫や病気の部分をよりよく覆って浸透できるようにして、その効果を向上させることができます。

農薬の使用を削減します。 PMHTSは農薬の利用率を向上させることができるため、農薬の使用量を削減し、環境汚染を軽減することができます。

農薬のドリフトを削減: PMHTS は農薬の飛沫の付着を増加させ、飛沫の飛散を低減することで、対象外の作物や環境を保護します。

可溶化剤: 難溶性の農薬の中には、水溶液を調製するために共溶媒を添加する必要があるものもあります。 PMHTS は、農薬の溶解を助ける可溶化剤として使用できます。

1. 現場での混合:

スプレー200kgごとにHH-212を50g添加します。吸収を促進したり、効果をさらに向上させたり、スプレー量を減らしたりする必要がある場合は、投与量を適切に増やすことができます。一般的に殺菌剤の場合は0.01～0.05％、除草剤の場合は0.025～0.1％、殺虫剤の場合は0.025～0.1％となります。

使用する際は、まず80％の水を加えて農薬を溶かし、その後HH-212と20％の水を加えて均一に混合します。

HH-212は以下の条件で使用するのが最適です。 ① pH値が5～9の範囲に管理されている ② 調製後24時間以内に使用する

2. 農薬製剤の調製:

農薬原液を0.5～8％添加することをお勧めします。殺虫剤のPH値を6〜8に調整することをお勧めします。最良の効果を得るには、使用者は殺虫剤の種類と配合に応じて HH-212 の量を調整する必要があります。使用前に互換性テストを行う必要があります。

コーティング分野:

コーティングのレベリングを改善します。 PMHTS はコーティングの表面張力を低下させ、基材表面への広がりを良くし、滑らかな塗膜を形成します。

コーティングの濡れ性を改善します。 PMHTS は、基材に対するコーティングの濡れ性を改善し、コーティングの密着性を高めることができます。

塗料の収縮を防ぐ： PMHTSは塗装表面の収縮現象を解消し、塗膜の品質を向上させます。

分散剤: 塗料の安定性を向上させるための顔料および充填剤の分散剤として使用できます。

化粧品分野：

肌の感触を改善: PMHTS は化粧品にシルクのような滑らかな感触を与え、化粧品の塗布と吸収を容易にします。

保湿特性を向上させる: PMHTS は皮膚表面に保護膜を形成し、水分蒸発を減らし、皮膚の保湿特性を向上させます。

乳化剤: ローションやクリームを調製するための乳化剤として使用できます。

分散剤: 顔料や粉体の分散剤として使用され、化粧品にも使用されています。

繊維分野：

柔軟剤: PMHTSは、生地に柔らかく滑らかな感触を与え、生地の快適性を向上させます。

防水剤： PMHTSは生地の防水性能を向上させ、ある程度の耐水性を持たせることができます。

帯電防止剤： PMHTS は布地の静電気を除去し、粉塵の吸収を軽減します。

湿潤剤: 布地上の染料の着色率を高めるために、布地の印刷および染色プロセスで湿潤剤として使用できます。

その他の地域:

洗浄剤： PMHTS は洗浄剤の表面張力を低下させ、汚れを除去する能力を向上させます。

製紙業: 紙の品質を向上させるための消泡剤および脱気剤として使用されます。

ポリウレタンフォーム: 泡安定剤として機能し、泡の構造と特性を改善します。

パーソナルケア製品: シャンプー、シャワージェル、その他の製品のコンディショナーおよび乳化剤として使用されます。

油の抽出: 原油の粘度を下げ、抽出効率を向上させる減粘剤として使用できます。

V. 開発動向

人々が環境保護と持続可能な開発にますます注目するにつれ、PMHTS に対する要件はますます高くなっています。将来の開発トレンドは主に次の側面に集中しています。

環境に優しい PMHTS の開発: より環境に優しい原材料とプロセスを使用し、生産プロセス中の汚染を削減し、より優れた生分解性を備えた PMHTS を開発します。

カスタマイズされた PMHTS: さまざまなアプリケーション要件に応じて、高温耐性、高い pH 安定性などの特定の特性を備えた PMHTS を設計および合成します。

複合用途: PMHTS は、他の種類の界面活性剤や添加剤と配合して、相乗効果を達成し、その性能を向上させることができます。

新しい応用分野の拡大: 新エネルギー、生物医学、スマート材料などの新興分野での PMHTS の応用を探ります。

VI.結論

ポリエーテル変性ヘプタメチルトリシロキサン（PMHTS）は、その独特な分子構造と優れた物理的・化学的性質により、優れた性能を有する界面活性剤として殺虫剤、塗料、化粧品、繊維等の分野で広く使用されています。科学技術の継続的な発展に伴い、PMHTSの応用分野は拡大し続け、将来の工業生産や人々の日常生活においてより重要な役割を果たすことになるでしょう。その特性を深く理解し、特定の用途に応じて合理的な選択と適用を行うことで、製品の性能向上、生産コストの削減、持続可能な発展に貢献します。

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