流滴剂_防雾剂(消雾剂)的作用原理及合成工艺

1、什么是流滴剂，防雾剂（消雾剂）？他们的作用原理是什么？分哪几类？并举出23个典型品种的合成工艺。1 流滴剂1.1 定义流滴剂是一种表面活性剂，起破坏水珠与薄膜之间的界面张力，防止表面形成水珠的一类助剂。1.2 作用原理流滴剂一般都是具有表面活性的化学品，在聚合物加工过程中加入，可使冷凝而成的小水滴分布成连续的透明薄层，其功能是缩小水与聚合物表面之间的接触角，防止表面形成水珠。1.3 分类流滴剂按使用方法可分为添加型和涂布型。添加型流滴剂可保证薄膜内有一定的储备，不断补给使用过程中的消耗，可长期发挥防雾和流滴作用，并具有润滑、抗粘结和抗静电性能。1.4 典型品种的合成工艺1.4.1 聚甘油脂肪酸

2、酯聚甘油脂肪酸酯的合成分二步进行。第一步，经甘油缩合或甘油酯与甘油加成反应制备聚甘油。第二步，聚甘油混合物通过与脂肪酸进行直接酯化反应，或与甘油三酯进行酯交换反应，即可得到相应的聚甘油酯。1.4.1.1 聚甘油制备制备方法以碱作催化剂，反应方程式如下：nHOCH2CHOHCH2OHHO-(-CH2CHOHCH2O-)-H+(n-1)H2O在氮气或二氧化碳等惰性气体保护下，原料甘油中加入OO1 5(质量比)催化剂，升温至200300 下反应22O h。所用催化剂一般为碱性物质，其催化效果大致有如下顺序：碳酸钾>碳酸锂>碳酸钠>氢氧化钾>氢氧化钠>甲醇钠>氢氧化

3、钙>氢氧化锂>碳酸镁>氧化镁。食品级聚甘油必须精制，可用活性炭、酸性白土或离子交换树脂脱色，然后再用离子交换树脂进一步脱色，除去催化剂。1.4.1.2 合成聚甘油酯酯化工艺条件是在搅拌条件下，使聚甘油与脂肪酸充分混合，在200240 反应l2 h可用酸价接近零来判断反应终点，可在常用的酯化反应釜内完成，其酯化反应与常规酯化机理相同，生成的聚甘油酯结构通式如下：所用脂肪酸可以是硬脂酸、棕榈酸、油酸、月桂酸等高级脂肪酸，也可以是低级脂肪酸。聚甘油酯聚合度越高，脂肪酸的链越短，酯化度越低，聚甘油酯亲水性越强。可设计不同的甘油聚合度，有意识地控制聚甘油酯分子中亲水性羟基和亲油性脂肪酸

4、残基之比，就可得到不同HLB值产品1。1.4.2 单硬脂酸甘油酯将一定比例的甘油、丙酮、带水剂和催化剂加入带有温度计、分水器及回流冷凝管的250 mL三口烧瓶中，开启磁力搅拌，加热升温至回流，带水剂从反应体系中带出反应生成的水。分水器中水量基本不变，反应温度也不再上升时，停止反应。降温后加入一定量的硬脂酸(ST)和催化剂，升温至沸腾，带水剂继续带出系统中生成的水。分水器中水量基本恒定后，结束酯化过程。减压蒸出带水剂及反应物丙酮，使产品冷凝成固体2。2 防雾剂2.1 定义防雾剂（antifogging agent）又称防滴剂或防雾滴剂。能防止聚氯乙烯农用薄膜发生水滴而降低透光性的物质。主要是表面

5、活性剂，如木糖醇酯、山梨醇单棕榈酸酯、月桂酸或硬树脂酸甘油单酯等。2.2 作用原理防雾剂是防止玻璃，塑料等表面结雾现象的原理：防雾剂是一些带有亲水基的表面活性剂，可在塑料表面取向，疏水基向内，亲水基向外，从而使水易于湿润塑料表面，凝结的细水滴能迅速扩散形成极薄的水层或大水珠顺薄膜流下来。这样就可避免小水珠的光散射所造成的雾化，防止凝结的水滴洒落到被包装物上面3。 2.3 分类按照防雾剂加入塑料中的方式，可将防雾剂分为内加型和外涂型两类。内加型防雾剂是在配料时加入到树脂中，其特点是不易损失、效能持久，但对于结晶性较高的聚合物难以获得良好的防雾性；外涂型防雾剂是溶于有机溶剂或水中后，涂于

6、塑料薄膜的表面，并使用简便、成本低，但耐久性差，易被洗去或擦掉，只有在内加型防雾剂无效的场合或不要求持久性时使用。防雾剂按效能分可分为初期防雾性、持久防雾性、低温防雾性和高温防雾性四种。防雾剂按其防雾作用机理防雾剂分为三种：第一种是利用具有光催化性能的物质，如二氧化钛及氧化锌，它们受紫外光或可见光的辐照后，具有超亲水的性能；第二种方法是制备含高分子或者含表面活性剂的涂料；第三种方法是通过制备特殊结构使材料表面具有超亲水或者超疏水性能。防雾剂有甘油脂肪酸酯(即甘油单油酸酯)、山梨糖醇酐单硬脂酸酯和聚环氧乙烷(20)等。2.4 典型品种的合成工艺2.4.1 甘油单油酸酯甘油单油酸酯采用分子蒸馏获得

7、含量90%以上的甘油单酯是国外工业化的方法，通过物理处理所得甘油单酯纯度较高。先将油：甘油=1:2(mol)配比以氢氧化钠为催化剂，反应温度为180250。反应24小时，即可获得40%含量的甘油单醇。在此基础上用舟子蒸馏的方法来获得高纯度(90% )的甘油单酯。一般需要3吨40%含量甘油单酯原料才能获得1吨高纯度的甘油单醇成品。分子蒸馏对设备要求较高温度为2oo真空度为115Pa。 此方法是制得各种规格高纯甘油单酯的优良方法4。2.4.2 山梨醇酐脂肪酸酯首先在碱性催化剂存在下，D一山梨醇与脂肪酸先酯化， 当酸值小于10时，再加入酸性催化剂使之成酐。 具体步骤：首先是山梨醇与脂肪酸酯化生成山梨醇脂肪酸单酯或双酯，由于山梨醇为直链己六醇六个羟基中，两端为伯醇，它比仲醇要易于酯化，所以酯化都发生在两端。如下：然后， 山梨醇单酯与双酯在酸性催化剂下进行脱水成酐(醚化) 5；参考文献1聂凌鸿.聚甘油脂肪酸酯合成与应用.粮食与油脂,2003年(1):45-47.2谷玉杰,吕剑.高纯度单硬脂酸甘油酯的合成.应用化工,2004(4):27-28.3万红梅，陈萍华，蒋华麟，舒红英，吴娜，王睿，王亚琴.塑料防雾剂的研究进展.江西