硅油及改性硅油资料

硅油及改性硅油

硅油（silicone）又称为硅酮，学名聚硅氧烷，是指聚二甲基硅氧烷和它的一系列衍生物。它属于高分子聚合物，是一类无油腻感的合成油和蜡。在化妆品中，作为一种优质油性原料得到广泛的应用。它具有优良的物理和化学特性。1950年，美国道康宁（Dow Corning）公司首先将它应用于化妆品，制造出硅酮擦手霜。由于这种产品具有良好的护肤、润肤效果，引起了化妆品同行的极大兴趣。70年代后，硅油在化妆品中的应用得到迅速发展。

硅油经过进一步反应，其聚二甲基硅氧烷中的部分甲基被碳官能基、特殊有机基或聚醚链段取代，可以制得各类改性硅油。改性硅油既保留了聚二甲基硅氧烷的耐高低温性、憎水性及生理惰性，又赋予其新的特性，如与有机聚合物的相容性、水和醇的溶解性、易乳化性、润滑性、柔软性、吸附性及更优异的表面活性。

现在，硅油几乎可以应用到各类化妆品中，含硅油的化妆品具有以下几方面特性：

（一）润滑性能好，涂敷皮肤后能形成一层均匀防水透气保护膜，但又没有任何粘性和油腻的感觉，光泽性好；

（二）抗紫外线辐射的性能好。它在紫外线下不会发生氧化变质从而引起皮肤刺激作用；

（三）抗静电性好。实验表明，擦过含硅油的护肤霜的皮肤静电全部消除，并有明显的除尘效果；

（四）透气性好，即使在皮肤上形成硅油膜也不影响汗液的排出。同时，它对香精具有缓释定香作用，因而保香期较长；

（五）稳定性好，化学上表现惰性，对化妆品其它组分，特别是活性成分没有任何不良影响，匹配性好；

（六）无毒、无臭、无味，对皮肤不会引起刺激和过敏。

根据硅油的结构及它在化妆品中的应用，硅油可分为以下几类：

（一）聚二甲基硅氧烷（Dimethicone）

（二）环甲基硅氧烷（Cyclomethicone）或挥发性硅油（Dm）

（三）聚醚硅氧烷共聚物（Dimethicone Copolyol）或水溶性硅油

（四）氨基硅油

（五）聚甲基苯基硅氧烷（Phenyldimethicone）

（六）乳化硅油

（七）硅蜡

（八）硅脂和硅膏

（九）长链烷基硅油

表1是各种聚硅氧烷在化妆品中的特征及应用。

表 1 聚硅氧烷在化妆品中的特征及应用

聚硅氧烷	特征	用途
聚二甲基硅氧烷	梳理性好	洗发、护发、二合一香波
聚甲基苯基硅氧烷	相容性好	润肤霜、口红
环二甲基硅氧烷	挥发性好	止汗剂、爽身水
聚醚硅氧烷共聚物	自乳化性、亲水性	香波、护发素

一、聚二甲基硅氧烷

聚二甲基硅氧烷是硅油中产量最大和应用最广的一个品种，其结构式为：

式中m=0~2000

图 1 聚二甲基硅氧烷的分子结构

（一）聚二甲基硅氧烷的物理性质

聚二甲基硅氧烷为无、无味的透明液体，为满足不同的需要，其产品具有不同的粘度等级，可由0.65mm2/s直到2.5×107mm2/s。表2是各种粘度等级聚二甲基硅氧烷的物理性质。

表 2 各种粘度等级聚二甲基硅氧烷的物理性质

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俄罗斯性格粘度/mm2·s-1 (25℃)	摩尔质量/g·mol-1	相对密度（25℃）	折射率（25℃）	熔点 /℃	闪点 /℃	粘温系数	表面张力/mN·m-1	热胀系数 ×10-4 /ml·ml-1 ·℃-1	导热系数×10-4 /W·m-1·K-1	介电常数
0.65	162	0.761	1.3750	-68	-1	0.32	15.9	13.4	2.4	2.20
1.0	237	0.818	1.3825	-100	38	0.37	17.4	13.4	2.4	2.30
2.0	410	0.873	1.3900	-100	79	0.46	18.0	13.4	2.4	2.39
20	2000	0.950	1.4000	-84	232	0.59	20.6	10.7	3.4	2.72
50	3780	0.960	1.4015	-70	285	0.59	20.8	10.6	3.6	2.75
350	13650	0.970	1.4031	-65	315	0.60	杭州现代汽修学校21.1	9.3	3.8	2.75
1000	28000	0.971	1.4034	-50	315	0.61	21.2	9.3	3.8	2.75
10000	62700	0.974	1.4035	-48	315	0.61	21.3	9.3	3.8	2.75
100000 红红的樱桃	139000	0.977	1.4035	-41	321	0.61	21.5	9.2	3.8	2.75
100000	308000	0.978	1.4035	-39	321	0.62	21.6	9.2	3.8	2.75
2500000	423000	0.978	1.4035	-38	321	0.62	21.6	9.2	3.8	2.75

（二）聚二甲基硅氧烷的合成

在工业上，聚二甲基硅氧烷主要通过四种方法制取：

（1）Me2SiCl2与Me3SiCl共水解缩合法；

（2）Me2SiCl2水解物插花艺术论文(即(Me2SiO)n与HO(Me2SiO)nH的混合物)与Me3SiOSiMe3或Me3SiO(Me2SiO)2~5SiMe3催化平衡法；

（3）（Me2SiO）n与Me3SiOSiMe3或Me3SiO(Me2SiO)1~5SiMe3催化平衡法；

（4）HO(Me2SiO)n钢结硬质合金H与Me3SiOSiMe3或Me3SiO(Me2SiO)1~5SiMe3催化缩聚法。

上述四种方法的反应式分别表示如下：

nMe2SiCl2+2Me3SiCl Me3SiO(Me2SiO)nSiMe3 (1)

(Me2SiO)n+HO(Me2SiO)nH+(Me3Si)2O 催化剂

Me3SiO(Me2SiO)n SiMe3+Dm (2)

(Me2SiO)n+(Me3Si)2O 催化剂 Me3SiO(Me2SiO)n SiMe3+ Dm (3)

HO(Me2SiO)nH+(Me3Si)2O 催化剂

Me3SiO(Me2SiO)n SiMe3+ Dm (4)

显然（1）法使用原料最便宜，但是其工序较复杂，腐蚀严重，加之对单体纯度要求较高，因而后三种方法（即硅氧烷催化平衡法）更为实用。

催化平衡法的反应机理是环硅氧烷在亲核或亲电子催化剂、温度或辐射下，可开环聚合生成线型聚硅氧烷。根据催化剂种类，平衡法又可以分为酸法和碱法两种。酸法常用催化剂有：硫酸、三氟甲基磺酸、含氟羧酸、固体酸（如酸性白土）、二氯氮化磷及其低聚物等。碱法常用催化剂有氢氧化钾、氢氧化铯及它们的硅酸盐。

（三）聚二甲基硅氧烷的应用性质

聚二甲基硅氧烷具有很好的耐热和耐寒性能。它的低表面张力和高表面活性，使其极易在皮肤和毛发上铺展，给皮肤和毛发以柔软作用，并赋予头发特别的光泽，同时可以增加皮

肤滑爽感，但无油腻的感觉。聚二甲基硅氧烷能在皮肤和毛发上形成憎水透气保护膜，增加化妆品的耐水性，又能保护皮肤的正常透气。

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