Page 113 - 《精细化工》2022年第6期
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第 6 期                   王   樊，等:  脂肪酸-胺反离子耦合表面活性剂的制备及耐盐性                                ·1179·


                                                  [5]
            时，才能在水中最大程度展现其表面活性 ，限制                             后滴入等物质的量的胺（简称 Am，分别为 TMA、
            了其在低温洗涤产品中的应用。此外，由于无机盐                             DMA、MDA、TEN、TMEDA、DMEA、MDEA 和
                                                        [6]
            耐受性较差，长链脂肪酸钠易在水中发生盐析现象 ，                           TEA），25  ℃下搅拌 4 h，减压蒸馏除去丙酮后，得
            限制其在含盐体系中的应用。                                      到 C 12 -Am。C 12 -Na 按照文献[16]方法合成。
                 有机碱与脂肪酸中和形成的反离子耦合表面活                          1.2.2  K T 测定
                                          [7]
            性剂（CC-SAA）能有效降低 K T 。CC-SAA 可由                         K T 参照 GB/T 6730—2012《表面活性剂  阴离子
            脂肪酸与氢氧化铵、氢氧化胆碱等中和制得                     [8-9] ，也   表面活性剂水中溶解度的测定》进行测定。配制质
            可直接与呈碱性的有机胺耦合制得                [10-11] 。研究发现，      量分数为 1%的 C 12 -Am 水溶液，先高温全部溶解，
                                               [6]
            CC-SAA 不但提高了脂肪酸盐的溶解性 ，其水溶液                         再放置于冰箱中冷藏过夜，使 C 12 -Am 充分结晶沉
            还展现了丰富的聚集行为           [12] 。此外，有机反离子还可             淀。再在搅拌下以 0.2  ℃/min 的速度缓慢升温，直
            提高表面活性剂的性能           [13] ，如脂肪酸与二胺形成的              至溶液澄清所对应的温度，即为 K T ，重复实验 3 次，
            CC-SAA 拥有较高的表面活性，其降低表面张力的能                         取平均值。按照上述步骤，以不同质量浓度的 NaCl
            力可与含氟表面活性剂相媲美               [14] 。鉴于有机铵盐共          水溶液（ρ NaCl ，g/L）为溶剂配制质量分数为 1%的
                                                 [7]
            存 [15] 或者直接以有机胺根离子作为反离子 ，有助于                       C 12 -Am 溶液，获得不同 ρ NaCl 条件下的 K T 。
            降低脂肪酸盐的 K T 而提高其水溶性，由此猜想：与同                        1.2.3   表面张力和界面张力测定
            碳 链脂肪酸钠 相比，由脂 肪酸和有机 胺形成 的                              表面活性剂水溶液的表面张力（γ）参照 GB/T
            CC-SAA 极有可能具有更好的无机盐耐受性。但当前
                                                               38722—2020《表面活性剂界面张力的测定  拉起液
            关于 CC-SAA 无机盐耐受性的研究报道尚不多见。
                                                               膜法》进行测定，得到 γ 随表面活性剂水溶液浓度
                 为验证上述猜想，以十二酸（C 12 ）分别与 8 种
                                                               （c）的变化曲线（γ-lgc）。按照文献[17]旋转液滴法
            叔胺（Am）形成 CC-SAA（C 12 -Am），用 FTIR 和
            1 HNMR 验证其化学结构。以十二酸钠（C 12 -Na）为                    测定十二烷与表面活性剂水溶液的界面张力（σ），
                                                               得到 σ 随 c 变化曲线（σ-lgc）。在 NaCl 耐受性测试
            对照，分别从 C 12 -Am 的 K T  及其乳化十二烷-水性
                                                               过程中，当样品中出现絮凝析出时，则将样品置于
            能两个角度，考察了 C 12 -Am 对 NaCl 的耐受性，为
                                                               离心机中以 10000 r/min 的转速离心 10 min 后，再
            可耐受无机盐的脂肪酸基表面活性剂分子结构设计
                                                               经 0.22  μm 的水性滤膜过滤，得到清液后再进行
            以及 C 12 -Am 的实际应用积累有益信息。
                                                               测定。
            1   实验部分                                           1.2.4   表面张力和界面张力 pH 循环性能测试
                                                                   分别用浓 HCl 和 NaOH 固体调节表面活性剂水
            1.1   试剂与仪器
                                                                            –2
                                                               溶液（5.0×10  mol/L）的 pH（pH 计监测），分别
                 C 12 、N-甲基二乙胺（MDA），质量分数 98%，
                                                               测定 pH=8.6 和 2.0 时表面活性剂溶液的 γ 和 σ 值，
            TCI 公司；N,N-二甲基乙胺（DMA）、N,N,N,N-四甲
                                                               考察 γ 和 σ 的 pH 循环性能。
            基乙二胺（TMEDA）、N,N-二甲基乙醇胺（DMEA）、
                                                               1.2.5   乳液制备及其稳定性测定
            N-甲基二乙醇胺（MDEA），质量分数 99%，上海
                                                                                  –2
                                                                   以浓度为 5.0×10  mol/L 的表面活性剂水溶液
            Adamas 试剂有限公司；三甲胺（TMA，质量分数
                                                               为水相，与十二烷（油相）体积比 1∶1，于 12000 r/min
            30%水溶液）、三乙醇胺（TEA，质量分数 99%），
                                                               均质 90 s 制备乳液。记录乳液析出 1 mL 水所需要
            国药集团化学试剂有限公司；三乙胺（TEN，质量
                                                               的时间（t 1 mL ），以 t 1 mL 来衡量乳液的稳定性，并通
            分数 99%），上海泰坦科技有限公司；海明 1622（质
                                                               过超景深显微镜统计乳液粒径尺寸（>500 个）。
            量分数 97%），北京伊诺凯科技有限公司；浓盐酸和
                                                               1.2.6   表面活性剂残留率测定
            氢氧化钠均为市售化学纯。
                                                                   按照文献[18]的方法，以海明 1622 为滴定剂，
                 K100 型全自动表面张力仪，德国 Kruss 公司；
                                                               以溴甲酚绿为指示剂进行两相滴定，测定样品中表
            SVT20N 型旋转滴张力仪，德国 Dataphysics 公司；
            VHX-1000C 超景深三维显微镜，香港基恩士有限公                        面活性剂的残留浓度（mol/L），并按式（1）计算残
            司；AVANCE  Ⅲ HD 400 MHz 核磁共振波谱仪，瑞                   留率。
            士 Bruker 公司；Nicolet 6700 型傅里叶变换红外光                      残留率 /   % =  表面活性剂残留浓度          100  （1）
            谱仪，美国 Thermo Fisher Scientific 公司。                                  表面活性剂初始浓度
                                                                                                 –2
            1.2   合成方法及性能测试                                    其中：表面活性剂初始浓度为 5.0×10  mol/L。若
            1.2.1  C 12 -Am 的合成                                测试样品出现絮凝析出时，则用 1.2.3 节方法，得到
                 按照文献[14]的方法，将 C 12 溶解在丙酮中，随                   清液后再进行测定。
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