11级应用化学专业实验

10试验1 阴离子型外表活性剂十二醇硫酸钠的合成一、试验目的了解阴离子型外表活性剂的构造、性能和一般制法；把握磺化反响的机理；把握烷基醇硫酸钠的制备方法。二、试验原理性质白色浆状物或粉末。具有去污、润湿、发泡、乳化、分散等性能。生物降解度>90%，无毒因而具有对环境污染较小的优点。在较宽的pH值范围内比较稳定。其钠盐或铵盐呈中性，能溶于水，对水硬度不敏感，对酸、碱水解的稳定性好。它的钙盐或镁盐在水中有相当高的溶解度，可在硬水中使用。用途(常用三乙醇胺的盐)等的配方成分。3.原理脂肪醇硫酸酯盐又称为脂肪醇硫酸盐，通式为ROSOM，其中R为C~C ，但以C ~C3 8 20 12 14液使用。烷基碳原子数从12增至18度(60℃)下的起泡力都随之有所上升，至于润湿力则没有规律性的变化，其挨次为C ﹥C14 12﹥C ﹥C ﹥C ﹥C。16 18 10 8十二醇硫酸钠又称月桂醇硫酸钠，具有优良的发泡、润湿、去污等性能，泡沫丰富、洁白可在硬水中应用。它还较易被生物降解，无毒因而具有对环境污染较小的优点。解，中和操作仍应留意加料、搅拌和温度的掌握。本试验以十二醇和氯磺酸为原料，反响式如下:CH(CH) OH+ClSOOH→CH(CH) OSOH+HCl3 211 2 3 211 3CH(CH) OSOH+NaOH→CH(CH)

OSONa+HO三、试验操作

3 211 3

3 211 3 2在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗和尾气导出吸取装置的三口烧瓶内参加19g(0.1mol)月桂醇①。开动搅拌器，瓶外用冷水浴(温度0~10℃)冷却，然后通过滴液漏斗渐渐滴加13g(0.11mol)氯磺酸30~35℃的温度下进展③氯磺酸后连续在30~35℃下搅拌60min。完毕反响后可用水喷射泵轻轻抽去反响瓶内残留的氯化氢气体。得到的烷基磺酸密封备用。在烧杯内参加18mL30%氢氧化钠水溶液④，杯外用冷水浴冷却，搅拌下将以上制得的酸50℃以下进展并使反响液保持在碱性范围内料完毕pH值应为8~9，必要时可用30%的氢氧化钠溶液调整溶液的酸碱性。参加约0.5g30%双氧水搅拌漂白，得到稠厚的十二醇硫酸钠浆液⑦十二醇硫酸钠约33g，收率约110%。⑧四、产品检验纯的十二醇硫酸钠为白色固体，能溶于水，对碱和弱酸较稳定，在120℃以上会分解。本试验制得的产品和工业品一样，为不纯物。工业品的掌握指标一般为:活性物含量≥80%高碳醇≤3%pH值(3%溶液)8~9推断反响完全程度的简洁定性方法是取样溶于水中越完全()。活性物含量的测定可参考GB5173-85。无机盐含量可按一般灰分测定法测出。水分含量，可通过加热至恒重的一般方法测出。五、留意事项5.87mL98%的浓硫酸或含游离SO的发烟硫酸代替，操作不变。但由3此得到的产物收率偏低，质量也较差。pH值过高，宁可以后再补充。能，因此必需保证中和完全。ClSOH、HSO及少量的HCl分别除去，最终产物中3 2 4混有NaSO和NaCl等杂质，造成收率超过理论值。这些无机物的存在对产品的使用性能一2 4般无不良影响，相反还起到肯定的助洗作用。微量未转化的十二醇也有柔滑作用。思考题磺化反响的影响因素有哪些？试计算废酸量。十二醇硫酸钠可用于哪些产品配方中？试验2 食品防腐剂尼泊金甲酯一、试验目的生疏尼泊金酯类防腐剂的制备方法；把握经典的酯化反响操作。二、试验原理性质的pH值范围内能保持较好的抗菌效果等优点，使其成为在食品加工中应用较广的食品防腐126~128℃；乙酯116~118℃；丙酯95~98℃；丁酯69~72℃。合成尼泊金酯的反响式如下：OCOOCHO C OH ROHH HO

OR H2OR=CH3,C2H5,n-C3H7,n-C4H9尼泊金甲酯。原料对羟基苯甲酸、甲醇、浓硫酸、氢氧化钠(50%溶液)、碳酸氢钠(10%溶液)三、试验操作250mL50.5mL(40g，1.25mol)甲醇，搅拌下由滴液漏斗缓慢滴入2.5mL浓硫酸①，再参加34.5g(0.25mol)对羟基苯甲酸，温6h50%的氢氧化钠溶液调整pH至6，10%的碳酸氢钠溶液调整pH至7~8。抽滤，水洗，结晶至洗液的pH值为6~7，晾置，烘干，得无色结晶的尼泊金甲酯粗品约33g，产率约85%。将尼泊金甲酯粗品放入带有回流冷凝管的圆底烧瓶中，参加适量的甲醇，使在加热时水洗，晾置，烘干，得到尼泊金甲酯精品约30g，熔点126~128℃，产率约79%。四、留意事项除浓硫酸外，也可选用对甲基苯磺酸等有机强酸或强酸性阳离子交换树脂作催化剂。承受此酯化操作，用乙醇、丙醇或丁醇代替甲醇，可分别制备尼泊金乙酯、丙酯、丁酯。思考题试写出以对羟基苯甲酸和甲醇为原料合成尼泊金甲酯的反响机理？在此反响中，浓硫酸的作用是什么？还可以承受什么方法来分别提纯尼泊金甲酯？试验3 皮革助剂——白色乳化蜡涂饰剂的制备一、试验目的了解皮革涂饰剂的主要组成和应用性能；把握制备乳化蜡的方法、原理及工艺过程。二、试验原理性质蜡乳液(Emulsionwax)作为重要的皮革助剂，具有填充、防粘、滑爽、上光、防水等多种功能，使皮革手感松软，涂层光泽自然，粒面细致，耐干湿擦力量提高。用途主要用于皮革底、中、顶层涂饰，适合于处理各种高档革(包括白色革)，可单独使用，也可与丙烯酸类和聚氨酯类等多种涂饰剂协作使用。原理蜡乳液是以自然动物蜡为主，经非离子外表活性剂及其添加剂乳化后，使得蜡均匀地分散于水中(O/W型)(乳液颗粒为0.1—0.5μm)其被乳化的难易次序为：微晶蜡>石蜡>蒙旦蜡>蜂蜡。随着含氧量和皂化值的提高，亲水性提高，易于乳化并分散于水中，而形成蜡乳液时乳化剂的最正确HLB11~13。三、试验操作6g24g(85--95℃)，参加6g硬脂酸缓慢搅匀。8gOP-10乳化剂，12g604g三乙醇胺，猛烈30min以上，使蜡充分地分散。40g95℃热水，猛烈搅拌30min，使形成凝胶，然后将剩余的90g水在高速搅拌下30min即可。产品质量指标外观：白色乳液蜡含量≥20%pH值：6.5~7.5水溶性：无限四、留意事项(或明火)加热，则导致局部过热和变色分解。参加热水进展乳化时，应高速搅拌，由于良好的搅拌有助于形成稳定的乳液。试验4 食品添加剂——磷酸化淀粉的制备一、试验目的了解改性淀粉的酯化反响原理和方法；把握磷酸化淀粉的制备原理及工艺。二、试验原理性能磷酸化淀粉具有糊化温度低、溶解度大、冻融稳定性好，抗冻力强等特点。用途可用作冷冻食品增稠剂及制造淀粉软糖，并可在造纸工业中作为施胶剂和涂布胶粘剂；纺织工业作为上浆剂及化工中作为污物悬浮剂等。原理改性淀粉(modifiedstarch)也称变性淀粉。作为食品添加剂使用的淀粉，为了适应加工使用的需要，经过化学处理或酶处理而使淀粉转变原有的物理性质，如水溶性、粘度、色泽、味道、流淌性等，这种经过处理的淀粉，总称为改性淀粉。改性淀粉的种类很多，例如酸处淀粉(St-OH)中的局部羟基在酸性或碱性介质中能与酸或酸性盐进展酯化反响，反响方程式如下：ONa2 4 St-OHNaHPO St-O-P=O+HO2 4 OH淀粉酯是具有网状构造的高分子化合物，分子中的极性基团如-OH、--COOH、C=O等是导致良好粘合力量的主要缘由，而分子中的—ONa构造又促进了其溶解性能及不凝沉性能。酯化试剂除磷酸二氢钠外，也可用磷酸氢二钠、磷酸以及三者的混合液。三、试验操作110mL50g淀粉，搅拌成淀粉乳。另在一烧杯中参加5g磷酸二氢钠、12g20mL蒸馏水，用搅拌棒使其完全溶解。将此溶液缓慢参加上述20min40160℃2h，即得磷酸化淀粉。1%1:4水溶液分别测定pH值和粘度。四、留意事项磷酸盐不行过量，否则加深其溶解液色泽，同时使磷酸化淀粉易潮解。枯燥第一阶段必需在低温下进展，否则易消灭凝胶现象，给下阶段的枯燥和粉碎带来困难。5醋酸乙烯乳液一、试验目的学习涂料的根本学问；把握醋酸乙烯乳胶漆的制法和试验技术。二、试验原理性质白色乳液，醋酸乙烯乳胶漆是普遍使用的建筑物内外表涂料，具有价廉、使用简便、耐水性好等特点。用途建筑内外表涂料。原理树脂以微细粒子团(粒径0.1~2.0µm)的形式分散在水中形成的乳液称为乳胶。乳胶可分共聚的乳胶。OP-10等。聚乙烯醇是醋酸乙烯聚合常用的乳化剂，它兼起着增稠和稳定胶体的作用。乳液聚合所用的引发剂是水溶性的，如过硫酸盐。当溶液的pH值太低时，过硫酸盐引发的聚合速度太慢。因此乳液聚合要掌握好pH值。使反响平稳，同时到达稳定乳胶分散状剂、防霉剂等。此外还按涂料的具体用途参加其它助剂。使用乳胶漆可以节约大量的溶剂，具有节能和削减环境污染的意义，此外，还有安全、漆应用最多。丙烯酸酯乳胶漆与其它乳胶漆品种相比，有较好的耐候性、耐水性和保色性，应用面也较广。乳胶漆在金属物外表上也渐渐有应用。聚醋酸乙烯酯乳液的制备是以过硫酸铵为引发剂，以乳化剂OP-10和聚乙烯醇为乳化剂，按典型的乳液聚合方法制成的。三、试验操作

nCH2

聚乙烯醇OCOCH3

CH2CHnOCOCH3Hn2.0g聚乙烯醇36mL去离子水③150mL回流冷凝管和一个接有温度计(水银球浸入液面下)及滴液漏斗的Y85℃搅拌，使聚乙烯醇完全溶解600.4g乳化剂OP-10、0.1mL5g醋酸乙烯酯。搅拌至充分乳化后，参加30.07g过硫酸钾与1mL65℃时即撤去热源，让反响混合物自80~836~8h31g的速度滴加醋酸乙烯酯，同时每隔1h补加1滴过硫酸钾溶液。整个反响过程中应掌握好反响温度在(80±2)℃的范围内，并不停搅拌⑥。单体滴加完毕后，把余下的过硫酸钾溶液全部参加，让950.5h50℃时，参加2mL5%碳酸氢钠溶液4glh以上⑧。冷后得到白色75~80g。6醋酸乙烯乳胶漆一、试验目的及二、原理同试验5三、试验操作43mL去离子水、0.18g0.15g聚甲基丙烯酸钠，在室温0.28g0.55g0.18g15g48g散后，才将以上制得的聚醋酸乙烯酯乳液参加。充分调配均匀。最终加氨水调pH8左右，制得白色的醋酸乙烯乳胶漆。按本试验制得的产品在醋酸乙烯乳胶漆中属于质量优良的品种。按前面所述的配方原理，可以改用局部功能成分，制成颜料(填料)基料之比高出一倍以上的、较价廉的品种。产品质量可通过在墙壁上的涂刷试验进展简洁的观看比较。对产品质量的检验可按国家标准GB1721―79~GB1726―79的方法进展。其它分散设备经几次研磨完成的。四、留意事项宜选用平均聚合度在1700左右、醇解度约为88%的聚乙烯醇。这种规格的聚乙烯醇对醋酸乙烯酯的乳化性能较好，制成的乳胶也有良好的防冻性能。在小试管中将0.07gkSO溶解于1mL去离子水中配制而成。假设不是马上使用，应22 8100℃，但潮湿的固体过硫酸钾，即使在室温下也会渐渐分解，因此应现配现用。应在聚乙烯醇溶解完全、首次加入的单体乳化后才配制此溶液。过硫酸钾属强氧化剂，未经稀释时与有机物混合会引起爆炸。制备乳胶漆通常使用去离子水，以保证分散体系有较好的稳定性。逐步地参加温度不高于25℃的冷水中，搅拌15min后，才渐渐升温，直至约85℃。在此温度下搅拌，约2h就可完全溶解。不适当的操作可能导致聚乙烯醇结块而溶解困难。使物料温度快速上升，这又导致聚合速度更快，如此恶性循环，使反响不能掌握。这种现象称为爆聚。发生爆聚时，轻则冲料，重则爆炸。为了使反响平稳，引发剂和单体都应逐步参加。为了制得聚合度适当的产物和使反响能平稳地进展，掌握反响温度是很重要的。由于反响大量放热，在一段时间内不宜承受加热或冷却的方法来掌握温度，而是通过调整加料速度以使反响保持在肯定的温度范围内。添加引发剂会使温度上升。添加单体可加快(72~73℃)低于反响温度，因而加大了回流量而使热量散失。因此，可依据温度和回流状况来调整加料速度。这段时间的反响可使未反响的残存单体削减到最低限度。由于醋酸乙烯酯较简洁水解而产生醋酸(和乙醛)，使乳液的pH值降低，影响乳胶的稳定性，故需参加碳酸氢钠中和。必需让增塑剂深入渗透到树脂粒子团内部被结实吸取，因此需要搅拌一段时间。试验7 洗涤剂的配制一、试验目的学习洗涤剂的根本学问；初步把握配制洗涤剂的根本操作技术。二、洗涤剂的配方及配制2.强力中泡洗衣液(轻垢型)(1)原料与配方原料原料30%烷基苯磺酸钠20.0甲醛(40%水溶液)1.5脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)10.0氯化钠1.0椰子油酰二乙醇胺(6501)3.0色素、香料适量三聚磷酸钠3.0去离子水61.0EDTA钠盐0.5(2)试验操作按配方比例称量各种原料。依次加料，当一种原料溶解(或混匀)后再参加另一种原料。在烧杯中参加40~50℃的去离子水，搅拌下逐样参加烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚(洗涤助剂)EDTA40℃以下，参加40%甲醛、色素和香料。充分混合后，使其自然冷却至室温，再静置消泡一段时间即得成品。试验8 冷烫卷发剂巯基乙酸铵一、试验目的学习化装品的根本学问；把握硫脲法合成巯基乙酸铵的试验方法和操作技术；实践冷烫剂的配制和应用。二、试验原理冷烫卷发剂(简称冷烫剂)，多数由复原剂(第一剂)和氧化剂(其次剂)切断头发角蛋白中的-S-S--SH氧化，使它与邻近的-SH基偶联成的-S-S-剂配制第一剂。硫醇。RBr RBr NaOSO2-SNa

RSH NaBrRS-SO2ONa NaBrH2O

RSH NaHSO42RSH2N2RS2RBr 2 C SH2N

NH2C BrNH2NH

2KOH2RSH 2KBr 2H2O

CNH C N前两种方法的主要缺点是有硫醚生成。后一种方法则没有硫醚生成，操作简洁(甚至以醇、氢溴酸、硫脲等为原料也可只经一步反响操作得到硫醇)，产率较高，是制取脂肪族巯乙酸为起始原料，制取巯基乙酸经过如下反响：2ClCH2COOH H2N

2ClCH2COONaHN

H2O CO2ClCH2COONaHN

C H2N

H2N

CSCH2COOH NaClSCH2COO NH2H2N

CSCH

2COOH 2Ba(OH)2

BaSCH2COO

Ba 2O C

2NH2SCH2COOBaSCH2COO

Ba 2NH4HCO3 2HSCH2COONH4 2BaCO3在反响过程中先后生成的S-羧甲基异硫脲和巯基乙酸钡都是难溶于水的固体，可通过经过滤又与碳酸钡等不溶性杂质分别，滤液可直接用于配制卷发剂第一剂。三、试验操作100mL5.0g(0.053mol)10mL水中。将所得溶液用饱和碳酸钠溶液留神中和至pH8左右②。100mL20mL4.5g(0.059mol)50℃使之完全溶解，然后把上述氯乙酸钠溶液参加其中。加热升温至60℃，并保持在此温度下反响30min，其间进展间歇搅拌。趁热过滤，收集生成的沉淀。用水洗净沉淀，抽干，得到S-羧甲基异硫脲粗品。20mL烧杯中，把17.5g(0.056mol)氢氧化钡[Ba(OH)·8HO]40mL热水中，再加2 2入以上制得的S-羧甲基异硫脲粗品。升温至70℃，保持在此温度下反响lh，其间进展间歇淀，用清水洗净，抽滤压干。100mL5g20mL水配制溶液，再把洗净的钡盐参加其1min5g20mL次滤液合并。所得到的巯基乙酸铵溶液呈浅红色，浓度约10%③。28%2g100gpH90.2%的EDTA(0.5%0.5%左右的白油)和乳化剂(例1%802%80并用)等，有用效果更好。5%的溴酸钠、4%91%的精制水配成。四、应用试验冷烫剂第一剂充分润湿。放置30min(置入烘箱中加热可缩短时间)，然后用清水冲洗干净。物的浓度、pH值和是否有外表活性剂或其它添加物(例如含约10%的尿素等)以及环境温度有关。五、留意事项氯乙酸的腐蚀性很强，皮肤沾上后即感到难过的刺痛，使用时应戴上橡胶手套。氯乙酸又简洁吸湿潮解，取用后应马上把盛装氯乙酸的容器密封好。氯乙酸在碱性条件下易水解为乙醇酸，因此，制备氯乙酸钠时，最终所得产品水溶液pH8。另外，在中和过程中，应留意避开加料太快，以免二氧化碳释放过于猛烈而损失物料。巯基乙酸及其金属盐很简洁被空气氧化而失效，当溶液中含铁等过渡金属离子时，氧2mg/52mg/0.2%EDTA来掩蔽有催化活性的金属离子。弊端。试验9 水溶性酚醛树脂胶粘剂一、试验目的学习胶粘剂的根本学问；把握水溶性酚醛树脂胶粘剂的制备方法和试验技术。二、试验原理性质酚醛树脂是由酚类(苯酚、甲基苯酚和间苯二酚等)与醛类(主要是甲醛，也可用糠醛)缩合得到的产物。工业用的酚醛树脂分为线型酚醛树脂和热固性酚醛树脂两类，它们在制法、构造、性能和应用等方面大不一样。见表9-1。9-1线型酚醛树脂和热固性酚醛树脂比较种类线型酚醛树脂热固性酚醛树脂催化剂酸碱醛/酚(摩尔比)﹤1﹥1树脂构造根本上线型高度支化固化方法加固化剂，加热只需加热用途柔性聚合物改性的酚醛树脂构造胶粘剂，如酚醛-缩醛、酚醛-丁腈胶粘剂，在金属构造胶中占有很重要的地位，广泛应用于航空、汽车和船舶等工业中。原理使用最普遍的酚醛树脂是以苯酚和甲醛为原料树脂。在酸性介质中，苯酚与甲醛反响，生成线型构造的化合物，其构造可示意如下：HCH2OHHCH2OHCH2CH2OHCHO OH2由于苯酚与甲醛加成反响的速度远低于所生成的羧甲基进一步缩合的速度(式)，在固化时将其与固化剂作用，发生主链的增长和交联。的羟甲基取代酚。OHCHOHOH 2OH

HOCH2

OHCHOH2

HOCH2

OHCHOH2OH OHCHOH2

CHOH2CHOH CHOH2 2一阶段(A)生成其次阶段(B阶，乙阶)的不溶于水的可凝性酚醛树脂。B阶树脂进一步缩合，转化为不溶不熔的第三阶段(C阶，丙阶)酚醛树脂。用作胶粘剂的酚醛树脂都是A阶树脂，涂敷之后B阶最终转化为不溶不熔的体型(C阶)用苯酚和过量的甲醛为原料，得到相对分子质量较低(400~1000)的、水溶性(A阶)的、未经改性的酚醛树脂胶粘剂。各种原料和关心材料的摩尔比是苯酚:甲醛:氢氧化钠:水=1:1.5:0.25:7.5。其中，水的量是