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本论文以无水葡萄糖、甲胺和月桂酸甲酯等为原料合成制备了新型绿色表面活性剂N-十二烷基-N-甲基葡萄糖酰胺(MEGA—12),并对其物化性能和与十二烷基硫酸钠(SDS)的复配性能进行了研究。
经过两步合成了MEGA-12,并对各步反应的工艺条件进行了优化。第一步葡萄糖与甲胺在Raney-Ni催化下经加氢还原胺化,得葡萄糖甲胺中间体。优化后的工艺条件为:n(葡萄糖):n(甲胺)=1:1.4,m(葡萄糖):m(95%乙醇)=45:100,Raney-Ni催化剂为葡萄糖质量的10%,氢气压力0.8MPa,反应温度65℃,时间3h。此条件下的葡萄糖转化率可达到100%,通过测定产物的胺值计算得葡萄糖甲胺含量大于99%。第二步以甲醇钠为催化剂,使葡萄糖甲胺与月桂酸甲酯酰胺化合成目标产物MEGA-12,优化的工艺条件为:n(葡萄糖甲胺):n(月桂酸甲酯)=1:1.05,n(甲醇钠):n(葡萄糖甲胺)=7:100,体系甲醇溶剂质量分数60%,反应时间4h(回流状态下)。此条件下的葡萄糖甲胺转化率为94.12%。用IR和1H-NMR对合成的中间体及目标产物进行了结构表征。
对MEGA-12进行了表面活性以及初级生物降解性能的测试,结果表明其cmc为141.26mg/L,γcmc为27.52 mN/m;润湿力、乳化力与起泡稳泡性能均比同条件下烷基多苷(APG12/14)的表现优越;去污力与APG12/14相当;初级生物降解度在8天内即可达到98.4%,满足绿色表面活性剂的要求。
对SDS与MEGA-12的复配溶液性能研究发现:加入少量的SDS就可以增加MEGA-12的溶解性和改善MEGA-12溶液的稳定性,使其在室温下不易凝胶而保持溶液透明,同时可以降低MEGA-12的Krafft点10℃左右,这对MEGA-12在实际的配方应用中具有重要意义;对复配体系的表面活性测试结果表明:复配后,体系的表面张力及临界胶束浓度变化不大,但稍有改善;而泡沫性能和润湿性能随着SDS加入量的增加而不断增强。