Page 73 - 精细化工2019年第8期
P. 73

第 8 期                    陈   骥，等:  聚氧丙烯链对延展型表面活性剂的双亲性贡献                                 ·1561·


            于日用化学领域，但其抗硬水性较差导致应用受限。                            动白度仪，北京康光仪器有限公司；QW-Ⅲ型立式
            尽管聚氧乙烯（PEO）可将 SDS 改造成月桂基聚氧                         去污试验机，上海银泽仪器设备有限公司。
            乙烯醚硫酸钠（SLES），改善其水溶性和抗硬水性，                          1.2    方法
                             [1]
            但对副产物二         烷 残余的争议使人们一直在关注                     1.2.1    SLP p S 的制备
            替代物的研究。                                                SLP p S 的制备路线如下：
                 延展型表面活性剂（extended  surfactant，简称
            e-表面活性剂）是指在传统表面活性剂的疏水烷基
            和亲水头基之间插入一段含有中等极性基团聚氧丙
                                   [2]
            烯（PPO）链的表面活性剂 ，尽管其具有类似 SLES
            的分子结构，但 PPO 链可为分子提供疏水性从而产
            生更低的临界胶束浓度（CMC）                [3-4] 和超低界面张
            力 [5~7] ，因而其并未被划入传统阴-非离子表面活性
            剂范畴，而被赋予“e-表面活性剂”的新名称。目
            前，e-表面活性剂已经被较多关注               [8~11] ，其微乳相被
            尝试用于去除织物上的油脂             [12-13] 。本课题组率先探
                                                                   以 SLP 3 S 合成为例。在 500  mL 高压反应釜中
            讨过支链为短碳链的 e-表面活性剂的结构与性能间
            的关系    [14] ，但该文中合成产物存在烷基链过短的缺                     加入 97.2 g（0.5 mol）月桂醇和 1.0 g 氢氧化钾，用
                                                               氮气置换釜内空气 3 次，加热至 130  ℃后将 87.0 g
            陷。同时，文献[15]借助微乳相行为间接说明，PPO
                                                               （1.5  mol）PO 滴加至反应釜中并控制釜压不超过
            链具有与 PEO 链类似的水合作用，均难以直接证实
                                                               0.4 MPa，滴加完毕后，在该温度下继续反应至恒压，
            PPO 链具有双亲性这一特性。并且，鲜见适用于个
                                                               冷却降温得到中间体月桂基聚氧丙烯醚（LPO 3 ），
            人护理及家用清洁产品的无 PEO 链的天然直链醇衍
                                                               冰醋酸中和氢氧化钾至 pH=7，真空干燥，待用。
            生 e-表面活性剂的相关报道。
                                                                   称取 18.4 g 的 LPO 3 和等质量的 1,2-二氯乙烷于
                 针对上述问题，本文以天然月桂醇为原料，经
                                                               带有尾气吸收装置的四口烧瓶中，在冰水浴和机械
            丙氧基化、硫酸酯化和中和反应合成了 3 种不同聚
                                                               搅拌条件下将 7.0  g 氯磺酸缓慢滴加于上述四口烧
            氧丙烯加成数的月桂基聚氧丙烯醚硫酸钠（SLP p S，
                                                               瓶中。滴加完毕用氢氧化钠乙醇溶液（0.1  mol/L）
            p = 3、6、9）并进行了结构鉴定。测定了上述 3 种
                                                               中和产物至 pH 于 8 左右，旋蒸除去溶剂，用无水
            表面活性剂的界面和胶束溶液性质，不仅考察了
                                                               乙 醇除去 无机 盐并旋 蒸除 去乙醇 得到 粗产 物
            PPO 链替代 SLE 3 S 中 PEO 链对分子双亲性的贡献，
                                                               SLP 3 S；经柱层析〔V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=9∶1〕
            同时也考察了 SLP p S 替代 SLE 3 S 应用于个人护理及
                                                               除去未反应中间体 LPO 3 ，得到纯品 SLP 3 S。仅通过
            家用清洁产品的可能性。
                                                               改变 PO 的滴加量，采用与制备 SLP 3 S 相同方法制
            1    实验部分                                          备 SLP 6 S 和 SLP 9 S。
                                                               1.2.2    表面活性剂的性能测定
            1.1    试剂与仪器                                           临界胶束温度（CMT）：配制质量分数 1%的表
                 月桂醇〔C 1214 混合醇，w（十二醇）=  70%〕、                 面活性剂水溶液，用冰盐浴冷却至出现浑浊，然后
            月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠（SLE 3 S），工业级，沙索                        缓慢加热至溶液从浑浊转变为清澈，此时温度记作
            （中国）化学有限公司；环氧丙烷（PO）、氯磺酸、                           CMT；如果溶液冷却至4  ℃时仍未出现浑浊，则
            氢氧化钠、液体石蜡（LP）以及其他试剂，AR，国                           记作 CMT<0  ℃。
            药集团化学试剂有限公司； SDS，质量分数大于                                表面张力（γ）：采用滴体积法           [14] 测定（25±0.1） ℃
            99%，Sigma-Aldrich 公司；大豆油（SO），食品级，                  时不同浓度表面活性剂水溶液的表面张力，得到其
            益海嘉里食品营销有限公司；JB-01 标准炭黑污布，                         γ-lgc 曲线，并由此曲线得到表面活性剂的 CMC
            中国日用化学工业研究院。                                       （mol/L），CMC 处的表面张力 γ CMC （mN/m）和降
                 WHF-0.5L 型压热反应釜，威海自控反应釜有                      低 20 mN/m 所需的表面活性剂浓度 C 20 （mol/L）；
            限公司；Nicolet 6700 傅里叶全反射红外光谱仪，美                     并通过式（1）计算得到表面活性剂的饱和吸附量 Γ m
                                                                      2
            国 Thermo Fisher Scientific 公司；AVANCE  Ⅲ  HD        （mol/m ）：
            400 MHz 核磁共振波谱仪，瑞士 Bruker 公司；罗氏                                       1       d       （1）
                                                                                     nT
            泡沫仪，上海隆拓仪器设备有限公司；WSD-3 全自                                       m    2.303 R    dlgc 
                                                                                                T
   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78