Силіконові емульсії та функціональні добавки

Силіконові емульсії - це дисперсні системи типу олія-у-воді, в яких краплі силіконового полімеру (полідиметилсилоксан, аміносилоксан, фенілсилоксан, силіконова смола або віск) розміром 0,1-10 мкм стабілізовані у водній фазі поверхнево-активними речовинами. На відміну від силіконових олій, що несумісні з водними системами та потребують органічних розчинників для розбавлення, емульсії легко змішуються з водою у співвідношенні 1:5-1:100, що спрощує дозування, знижує транспортні витрати та виключає леткі органічні сполуки з рецептур.

Основні типи силіконових емульсій:

• Неіонні емульсії полідиметилсилоксанів - макроемульсії білого кольору на основі PDMS в'язкістю 100-100000 мПа·с, вміст активного силікону 30-60%, стабільні в діапазоні pH 4-10, застосовуються як роз'єднувальні мастила для гумотехнічної промисловості (дозування 0,5-2% від водної фази для вилучення гумових виробів з форм), гідрофобізатори бетону та штукатурок (0,1-0,3% для зниження водопоглинання та захисту від висолів), піногасники для латексних фарб (0,05-0,2%)
• Амінофункціональні емульсії - катіонні емульсії аміносилоксанів або амодиметиконів з реакційними NH₂-групами, вміст активного силікону 20-50%, застосовуються в текстильній промисловості для м'якої обробки тканин (витрата 1-3% на масу тканини, надають шовковистість та знижують коефіцієнт тертя), при виробництві базальтового та скловолокна як замаслювачі (0,3-1% для зниження обривності при витягуванні нитки та покращення сумісності з полімерними матрицями)
• Мікроемульсії силіконових полімерів - прозорі або опалесціюючі дисперсії з розміром крапель менше 0,1 мкм, вміст силікону 10-30%, проникають у пористі субстрати без утворення поверхневої плівки, застосовуються для обробки шкіри (гідрофобізація та м'якість без зміни зовнішнього вигляду), паперу (антиадгезійні покриття для етикеток і наклейок), автомобільних полірування (глибокий блиск і бруд відштовхування)
• Емульсії високотемпературних силіконів - дисперсії метилфенілсилоксанів і силіконових смол для роз'єднувальних операцій при литті алюмінію та магнієвих сплавів (робочі температури 400-650°C, формують тонку антиадгезійну плівку, яка згоряє без залишку та не викликає дефектів відливок), розбавлення 1:20-1:50 водою

Силіконові емульсії перевершують органічні роз'єднувальні мастила (мінеральні олії, жирні кислоти, воскові емульсії) за термостійкістю (працюють при температурах від -60°C до +650°C без втрати властивостей), хімічною інертністю (не окислюються, не згіркнуть, не змінюють колір субстрату), фізіологічною безпекою (неіонні емульсії допущені для контакту з харчовими продуктами за FDA 21 CFR 178.3740) та економічністю (витрата в 3-10 разів нижча за рахунок високої поверхневої активності та низького поверхневого натягу 20-22 мН/м). Амінофункціональні емульсії забезпечують стійку гідрофобну обробку текстилю за один прохід при 150-180°C без необхідності зшиваючих агентів.

Вибір емульсії визначається типом силіконового полімеру (PDMS для роз'єднувальних операцій, аміносилоксани для текстилю та скловолокна, фенілсилоксани для високих температур), іонністю системи (неіонні універсальні та сумісні з аніонними та катіонними компонентами, катіонні аміноемульсії осаджуються на негативно заряджених поверхнях волокон і шкіри, аніонні стабільні в лужних середовищах pH 10-12), концентрацією активного силікону (30-60% для промислових застосувань, 10-30% для мікроемульсій), методом нанесення (розпилення, занурення, валкове нанесення) та сумісністю з субстратом. Рекомендується узгоджувати підбір з технічним фахівцем або запитувати TDS для уточнення робочих розбавлень, умов термофіксації та впливу на кінцеві властивості виробів.