由亚甲基相联的烷基酚聚氧乙烯醚的合成及性能研究

由亚甲基相联的烷基酚聚氧乙烯醚的合成及性能研究

双表面活性剂，即双表面活性剂，从结构上看，类似于两个表面活性剂的聚结，因此也被称为二聚表面活性剂。它们是由两个或两个以上相同或几乎相同的两亲分子,在其头基或靠近头基处由联接基团通过化学键联接在一起构成的。一般有两种类型:一种是联接基团直接连接在两个亲水基上,另一类是联接基团在非常靠近亲水基的地方连接两条疏水基。Gemini型表面活性剂的独特结构使其具有比传统表面活性剂优越的性质,如具有较高表面活性、适度的水溶性、更好的钙皂分散性;一些短链联接基团的Gemini型表面活性剂具有独特的流变性能,在稀的浓度范围内表现出粘弹性等。国内外关于Gemini型表面活性剂合成的研究一直比较活跃,已有阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型Gemini表面活性剂合成。阴离子型Gemini表面活性剂主要有磷酸盐、羧酸盐和磺酸盐型;阳离子型Gemini表面活性剂合成研究主要集中在季铵盐型表面活性剂方面;非离子Gemini表面活性剂的合成方法有文献报道的用D-葡萄糖合成1,5-二-[6-O-(n-丁基-α-D-吡喃葡糖苷)]戊二酸酯等。国外有文献报道了以乳糖为原料合成阴、阳离子型Gemini表面活性剂——双链半乳糖N-酰基鞘氨醇同系物,其特点是联接基团与两亲分子间的化学键由通常的共价键变为离子键。还有以1,2-环氧十二烷为初始原料,通过6步反应合成了具有不对称结构的Gemini型表面活性剂;多烷基多季铵盐型Gemini表面活性剂;含—S—S—键的Gemini型表面活性剂,含碳氟链的Gemini型表面活性剂,与含碳氢链的Gemini型表面活性剂相比,含碳氟链的Gemini型表面活性剂具有更低的CMC值和更高的表面活性。Gemini型表面活性剂的性质决定其在多个领域得到广泛应用,如印染、农业以及医药等领域,而在洗涤剂上的应用还不多见。本课题组合成的是联接基团在靠近亲水基的地方连接两条疏水基的非离子表面活性剂——由亚甲基相联的烷基酚聚氧乙烯醚,并研究了其与洗涤相关的性能。1试剂和设备1.1油醚、无水乙醇37%～40%甲醛溶液,天津化学试剂有限公司;石油醚,北京化工厂,沸程90～120℃;无水乙醇,北京化工厂;无水乙醚,天津市化学试剂一厂。以上试剂均为分析纯。烷基酚聚氧乙烯醚,工业品,抚顺醇醚厂。1.2仪器、试验仪和仪器:李超,李春,李春,李春,李春电动离心机,XYJ80-1,金坛市恒丰仪器厂;酸度计,pHS-25,上海精密科学仪器有限公司;表界张力仪,HARKE-A,河北省承德市哈科试验仪器厂;白度仪,WSD-Ⅲ,北京康光光学仪器厂;红外光谱仪,AVATAR,370FT-IR,美国Nicolet公司;立式去污测定机(RHLQ-Ⅱ)和罗氏泡沫仪,中国日化研究院。2烷基酚聚氧乙烯醚gwp-10的红外光谱分析将烷基酚聚氧乙烯醚放入四口烧瓶,升温至50℃后,开始搅拌,滴加预先放入恒压滴液漏斗中的催化剂与甲醛混和溶液。滴加完毕后继续升温至80℃,并保温4h。产品外观为澄清透明,粘稠,颜色微黄。反应控制采用薄层色谱,展开剂乙醇与石油醚的体积比为1∶3。红外光谱分析前需要对样品进行处理:取1g产品,加入3～5mL水搅拌溶解,加入5mL乙醚,振荡混合,然后静置分层,用吸管提取上层(乙醚层)溶液于试管中,再加入无水硫酸钠适量,然后放入离心分离器旋转分离0.5h,取出,放置于通风橱内,待乙醚溶液挥发至0.5mL,剩下溶液作为产品进行红外分析。亚甲基相联的烷基酚聚氧乙烯醚GWp-10的红外光谱如图1所示。由图1可知,除了原料Wp-10特征吸收峰,有苯环、C—O—C的特征峰,对位取代特征峰,2870cm-1亚甲基伸缩振动吸收峰,特点是在2973cm-1处多出一个亚甲基伸缩振动吸收峰,正是所期望的结构特点。3性能试验3.1改性处理时温度将3.7g无水硫酸镁和5.0g无水氯化钙充分溶解于5000mL蒸馏水中,即得1500mg/kg硬水。将超级恒温仪预热至(40±1)℃,使罗氏泡沫仪恒温在此。称取样品1.25g,加入1500mg/kg硬水50mL,再加入450mL蒸馏水,加热至(40±1)℃。搅拌使样品均匀溶解,用罗式泡沫仪测定即时泡沫和5min后泡沫。结果如表1所示。3.2金属环境法将铂金环插在表面张力仪的吊扛臂上,将被测溶液置于玻璃杯中,约20～25mm,使铂金环与座一起上升到溶液表面上,且使臂上的指针与反射镜上的红线重合,当溶液表面被铂金环拉的很紧时,指针始终保持与红线相重合。这两个力连续作用,直至薄膜破裂时,刻度盘上的读数指出了溶液的表面张力值,原料Wp-10和相应产品GWp-10的表面张力曲线如图2。3.3去污指数测定采用光学白度法,用立式去污测定机进行去污力实验。测出洗涤前后污布的白度值后进行计算。每块污布在照射下前后选取不同区域测定4次。Wrb、Wra和Wro分别代表洗涤前的白度、洗涤后的白度和原白布白度,则去污指数R=(Wra-Wrb)/(Wro-Wrb)。在25℃,洗涤20min,转速为1200r/min条件下测得样品得去污力结果如表2。由表2可以看出,样品GWp-10的去污力要比Wp-10去污力强。3.4浊点的测定取1g样品放入150mL的大烧杯中,加入99mL去离子水,加热至溶液混浊,计下清澈时温度,重复若干次,得浊点的平均值分别为GWp-10为40℃,Wp-10为66℃。可见,GWp-10相对于Wp-10有较低的浊点。4烷基酚的泡沫性能Gemini非离子表面活性剂——由亚甲基连接的烷基酚聚氧