水溶性膠管脫模劑的制備及其性能研究

張仲桓 尹通 王玉龍 李曉明 梁博

【摘?要】以兩種自制改性硅油作為基礎油，以吐溫80和丙三醇為復合表面活性劑，構建了新型硅油微乳液體系，通過繪制三元相圖并計算單相區面積確定了微乳液體系最穩定狀態下吐溫80和丙三醇的比例。使改性硅油微乳液體系穩定性提高，優化了脫模劑的性能。

【關鍵詞】脫模劑、硅油、微乳液

前言

脫模劑是一種幫助成型制品輕易從模具上脫離的助劑，它能在制品上形成一種隔離保護膜，這種隔離膜只有納米級厚度，耐熱性高，將制品和模具兩個界面分離開來，從而保證模具的表面質量。脫模劑的核心作用在于降低模具和制品的剝離力[1，2]。

我國是塑料和橡膠行業的生產和消費均為世界第一，隨著橡膠塑料行業的興起，脫模劑的需求量也在逐年增大。特別是在汽車膠管行業，脫模劑是必不可少的助劑。汽車膠管的成型需要經歷塑煉、混煉、壓出、壓延和硫化幾個過程。硫化是使橡膠與骨架層之間產生極高的粘合強度，使其成為一個整體的重要環節。在硫化的過程中，膠管和芯棒容易發生粘連，所以硫化之前需要在芯棒表面涂一層脫模劑。但是現在的膠管脫模劑普遍存在著穩定性差及脫模次數少等問題[3，4]。

為了解決這些問題，我們使用兩種不同結構的自制改性硅油（下文用U1、U2表示）作為基礎油，使用吐溫80和丙三醇制備成復合乳化劑來構建硅油微乳液體系。通過繪制三元相圖得出最穩定體系中的投料比，以實現提高脫模劑穩定性和脫模效果的目標。

1實驗部分

1.1實驗試劑

二甲基硅油、自制改性硅油U1、自制改性硅油U2、Tween-80、丙三醇

1.2實驗設備

XRR電子天平?梅特勒-托利多公司

DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器?邦西儀器科技（上海）有限公司

1.3實驗方法

稱取一定量的丙三醇和tween80置于燒杯中，按3：1～1：3比例攪拌均勻，之后將其與油相按一定比例混合（1：9，2：8，3：7，4：6，5：5，6：4，7：3，8：2，9：1），置于恒溫加熱磁力攪拌器（25℃）持續震蕩1h，之后向燒杯（容量150mL）中逐滴加水，當觀察到溶液渾濁變澄清時，停止滴加，并記錄滴加水的量，計算水的質量分數，然后在相應的油相與乳化劑比例特性線上作點，共得9個點。將這9點與標軸的純油相點和純水點連線即得單相區和雙相區分界線，分界線上側為單相區（如圖），用origin軟件即可測得單相區面積大小，單相區面積最大的即為最佳配比。

2結果與分析

圖1為丙三醇和tween80的配比在3：1～1：3條件下繪制成的三元相圖單相區面積比例，在丙三醇和tween80的配比大于為3：1～1：2時，單相區面積的占比隨tween80比例的增大而增大。當丙三醇：tween80為1：2時，單相區面積占比達到峰值61.04%。tween80比例繼續增大，單相區面積占比呈顯著下降趨勢。可能是由于tween80是優質的表面活性劑，隨著其比例增大體系的穩定性逐步提高;而丙三醇作為助乳化劑，其比例減小也會導致體系的穩定性下降。可知丙三醇：tween80的最佳值為1：2。

3結論

通過繪制三元相圖并計算和比較單相區面積，得出有利于改性硅油微乳液體系穩定性的最佳條件，即丙三醇：tween80為1：2。本實驗為硅油微乳液型脫模劑的研發提供了理論支持。

參考文獻：

[1]陳凡. POSS接枝改性甲基含氫硅油的制備及性能研究[D]. 北京化工大學，2015.

[2]陳凡，王瑞，李言，et al. 含POSS側基甲基含氫硅油的制備及應用性能[J]. 粘接，2015，36（10）：37-41+36.

[3]蔣崇文，雷志剛，吳周安，et al. 脫模劑的制備與應用研究進展[J]. 精細與專用化學品，2007，（06）：16-18+22.

[4]雷志剛. 含氟脫模劑制備與應用技術研究[D]. 浙江工業大學，2009.

基金項目：

大學生創新創業訓練計劃項目（202010214048），黑龍江省自然科學基金資助項目（LH2020E089）

作者簡介：

張仲桓（2000?），男，黑龍江省雙鴨山市人，在讀本科生，專業為材料成型及控制工程。

（作者單位：哈爾濱理工大學）