Page 205 - 《精细化工》2022年第6期

第 6 期 王婉蓉，等: 油酸二聚甘油酯的合成及其对面巾纸的柔软、保湿性能 ·1271·

Key words: dipolyglycerol oleate; softening agents; moisturizing agents; tissue paper; paper auxiliaries;
papermaking chemicals

消费者对纸巾的需求逐渐多元化，促使生活用 >50%，上海麦克林生化科技有限公司；三聚甘油单
纸的市场需求量大幅提升，对面巾纸的性能和质量 油酸酯，工业级，山东优索化工科技有限公司。
提出了更高的要求 [1-2] 。柔软性是面巾纸性能的重要 VERTEX 80V 型傅里叶变换红外光谱仪（FTIR），
考察指标之一。由于纸张中含有纤维素、半纤维素 德国 Bruker 公司；AV 600 MHz 型核磁共振波谱仪，
和木质素等化学成分，具有复杂的网状结构，使纸 瑞士 Bruker 公司；YT-RRY1000 型柔软度测试仪，
[3]
张具有刚性强的缺点，表现出粗糙的手感 。因此， 四川长江造纸仪器有限责任公司；LGD-80L 型恒温
需要对面巾纸进行表面修饰改性，降低纤维的刚性， 恒湿箱，上海沪升仪器设备有限公司；IMT-KZ02
[4]
使纸张获得良好的柔软性 。 型卧式抗张强度试验机，杭州轻通仪器开发公司；
目前，市场上面巾纸柔软改性最常用的柔软剂 HK-213D 型纸张毛细吸水率测试仪，东莞市恒科自
是氨基硅油，又称“超级柔软剂”，其在酸性条件下 动化设备有限公司；JSM-7600 型扫描电子显微镜
表现出阳离子性，能与纤维牢固结合从而提高面巾 （SEM），日本 JEOL 公司。
纸性能 [5-6] 。但氨基硅油存在附着力差、需要利用乳 1.2 油酸二聚甘油酯的制备
化剂进行乳化等问题 [7-8] ，为面巾纸的后续加工处理 在带有机械搅拌、温度计、冷凝管和滴液漏斗
带来不便。而聚甘油脂肪酸酯作为一类无毒、高效、 的四口烧瓶中加入 230.2 g 甘油（2.5 mol）和 2.4 g
多功能的非离子表面活性剂，具有较好的化学惰性 固体酸催化剂，将烧瓶置于入水浴锅中加热到
[9]
和稳定性，常用作化妆品保湿剂、食品添加剂 。 70 ℃，边搅拌边滴加 169.1 g 油酸缩水甘油酯
由于其结构中大量的羟基可与脂肪酸衍生物相结 （0.5 mol）进行 4 h 开环反应，反应结束后，将液
合，可用于纤维的后整理，使纸张兼具柔软、保湿 体倒入分液漏斗中分离出过量甘油，得到浅黄色黏
的特性 [10-12] 。通常采用化学合成法得到聚甘油脂肪 稠液体，即油酸二聚甘油酯。其反应路线如下所示：
酸酯，施祺儒等 [13] 将甘油在 240 ℃、0.08 MPa 的条
件下反应 4 h 生成聚甘油，再将聚甘油和月桂酸在
240 ℃、0.08 MPa、氮气的条件下反应 5 h 生成聚
甘油脂肪酸酯，产率 69.5%，用作洗手液中的保湿
剂；SUTTER 等 [14] 通过脂肪酸甲酯与二甘油在 Pd/C
1.3 柔软保湿面巾纸的制备
和酸共催化下于 200 ℃反应 36 h 生成脂肪酸聚甘油
以油酸二聚甘油酯为柔软剂，将面巾原纸试样
酯。然而，上述反应路径能耗高、合成条件复杂， 裁剪成 100 mm×100 mm 的规格，模拟工业生产方
增加了面巾纸生产的成本 [15-17] 。
法并结合实验室条件，将一定量柔软剂加入到甘油
基于此，本文采用安全无毒的油酸和环氧氯丙
水溶液（甘油与水的质量比为 4∶1）中，在 25 ℃、
烷反应生成的油酸缩水甘油酯为原料，与甘油反应
湿度为 50%的条件下采用辊涂方式对面巾原纸进行
制备油酸二聚甘油酯，并对制备工艺进行研究。将
整理，将乳液均匀涂到面巾纸上，并静置于阴凉干
其用作柔软保湿剂涂覆到面巾纸上，对纸张的柔软
燥处放置 72 h，使面巾纸与柔软剂充分接触。
度、保湿性、抗张指数等性能进行测试。此制备工
1.4 结构表征与性能测试
艺反应温度温和，常压下即可进行，能耗低，对面
FTIR：在无水操作环境下用 KBr 压片，用涂膜
巾纸的柔软效果显著，具有广阔的市场前景。
法对油酸二聚甘油酯进行红外光谱测定，波数范围
1
–1
1 实验部分 3500~500 cm 。 HNMR：用核磁共振波谱仪对油酸
二聚甘油酯的结构进行表征，氘代试剂为 CDCl 3 。
1.1 试剂与仪器 环氧值：根据 GB/T 1677—2008 对产物进行环氧值
油酸缩水甘油酯，环氧值为 0.25 mol/100 g，自 测定。柔软度：根据 GB/T 8942—2016 对面巾纸进
制 [18] ；固体酸催化剂（活性炭负载硫酸）、甘油、面 行纸张的柔软度测试。保湿性：采用恒温恒湿箱对
巾原纸试样，工业级，浙江新远实业有限公司；有 面巾纸进行纸张的保湿性能测试，测试条件为温度
机硅柔软剂（氨基硅油，黏度为 800~5000 mPa·s）， 30 ℃，湿度 60%，测试时间 8 h，保水率为 8 h 后
工业级，道康宁公司；乳化剂 AEO-3，工业级，浙 面巾纸质量与初始面巾纸质量之比。抗张指数：根
江汉邦化工有限公司；油酸单甘油酯，HPLC 纯度 据 GB/T 12914—2018 对面巾纸进行纸张的抗张指