脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的合成

被引量 : 0次 | 上传用户:jff3551
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)是一种阴非离子表面活性剂,具有良好的润湿,分散,乳化和耐硬水等优良性能,但AES会在高温或酸碱条件下发生分解,使其应用受到一定限制。由于脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐(AESO)分子结构中的硫酸酯基被稳定的磺酸基取代,因此AESO在具有与AES类似优良性质的基础上,极大地改善了AES的不稳定性,从而能在油田、耐高温和极端酸碱条件洗涤剂等特殊场合使用。本文以廉价的大宗产品AES为原料,在压热条件下经亚硫酸盐磺化直接转化合成AESO的反应为研究对象,对水相中合成AESO的优化条件进行了一般性探讨,重点研究了微乳相中合成AESO的反应和工艺,并考察了AESO相关理化性能,具体研究内容和全文主要结论如下:在水相中由AES直接转化法合成了产物AESO,并通过重结晶法对AESO产品进行了提纯,用红外及质谱进行了表征。通过单因素法及正交法对AESO在水相中的合成工艺进行了优化,确定优化条件为:190℃压热条件下,180 g AES (w(AES) = 14%),n(SO32-): n(AES) = 4:1,x(Na2SO3) = 92%,在450 r/min搅拌下反应4 h,AES水解率为4.6%,磺化率为75.4%,产物中AESO浓度为10.2%。通过溶剂效应实验发现,在极性有机溶剂中无法实现硫酸盐到磺酸盐的转化,在馏分油溶剂中则可得到产物,原因为在馏分油溶剂中反应物构成了反胶束结构,构成了发生反应的适宜外界条件。根据反应原料AES及产物AESO都为表面活性剂的特点,向体系中添加适量油、醇及水将反应体系构建成为浓微乳体系,并实现了以微乳液作为反应介质将AES直接转化合成AESO的反应,发现以微乳作为介质的反应有利于磺化反应的发生,并可方便得到高浓度的AESO产品。此外,通过对胶束,反胶束及微乳体系提供的微反应器结构进行比较,发现由于AES在水体系及馏分油溶液中的胶束化从静电效应及空间位阻角度阻碍了亲核反应,而微乳结构则有效地克服了胶束化带来的影响,从而促进了磺化反应的发生。对微乳相中合成AESO的工艺进行了优化,优化条件为:选择馏分油作为油相,正丁醇作为助表面活性剂,AES 3.6 g,馏分油2 g,m(馏分油): m(水) = 1:1,m(AES): m(co-SAA) = 6.4:1,n(SO32-): n(AES) = 4:1,x(Na2SO3) = 92%,在190℃压热条件、450 r/min下反应4 h,所得结果为:磺化率82.1%,水解率为12.4%,产物中AESO浓度达到29.2%。该实验结果可在1 L实验室釜中得到重现,并得到1 L釜中的适宜反应条件为:AES 360 g (w(AES) = 50%),m(馏分油): m(水) = 1:1,m(AES): m(co-SAA) = 6.4:1,n(SO32-): n(AES) = 4:1,x(Na2SO3) = 92%,在190℃压热条件、450 r/min下反应4 h,所得结果为:磺化率87.5%,水解率为12.4%,产物中AESO浓度达到42.1%。利用该合成工艺对R(PO)n(EO)mOSO3Na结构的的表面活性剂进行磺酸盐转化,发现对不含PO基团的硫酸盐型表面活性剂可顺利转化;如结构中出现PO基团,则由于位阻效应需在PO端位再添加EO基团或者PO加成时形成的端位碳为伯碳结构的物质才可实现转磺酸盐的反应。研究了微乳相中AESO合成工艺的促进条件及促进剂,结果表明:选择微波加热方式作为促进条件不能促进反应的进行;高价金属离子及阳离子表面活性剂的添加会对微乳结构造成影响,并起到的是抑制反应的作用;通过添加KI则可以成为该反应的正向促进剂,当添加w(KI) = 2%及以上时,可观察到明显的促进效应,并在w(KI) = 5%时磺化率达到90.9%,水解率控制在3.7%。测得25℃下AESO的cmc为0.31×10-3 mol/L,γcmc为33.2 mN/m,cmc相较于AES和SDS低了约一个数量级,表现出较好的表面活性。经过对AESO、AESO粗品、原料AES和标准参照物SDS的性能对比研究发现,AESO具有较好稳定性,具体性能如下:(1)耐盐性:14.0% NaCl溶液;(2)温度稳定性:120℃下放置24 h不水解;(3)耐硬水性:8000 mg/L;(4)酸碱稳定性:在pH 113,95℃的条件下静置12 h,其含量保持不变。同时实验结果表明AESO粗产品在以上性能与AESO相近,并测得在高温、高矿化度等极端酸性或碱性综合条件下都能长时间保持稳定。
其他文献
北京人民大会堂是1959年中华人民共和国建国十周年时建成的十大建筑之一,代表了20世纪五十年代我国室内设计的最高水平。人民大会堂的室内设计是当时全国最优秀的建筑师和艺
本研究采用自我概念描述问卷(SDQⅡ)、师生关系问卷和教师期望问卷抽取两所初中的初一、初二、初三学生共447人进行问卷调查,研究初中生自我概念、师生关系、教师期望与学业
<正>俞正强老师在《"种子课":给知识以生长的力量》一文中提到,种子课就是可供迁移、可供生长的关键课。如何判断哪一节课是种子课呢?关键是从一个系统的角度来思考,整体把握
二里头文化遗址目前发现有上百处,并且分布范围较广。由于自然环境的差异和各地考古工作展开程度的不平衡,不少学者根据二里头文化遗址所在的不同地理环境划分为不同的区域进
随着人口的增加、工业的发展,城市热负荷也相应的不断增大,在能源紧张和环境污染问题变的日益严重的今天,节能环保型的供热方式具有广阔的发展前景。由于集中供热不仅节约一
在对外汉语教学中,词汇教学是贯穿始终的一项内容,因为词汇在学习者的实际交际活动中起着至关重要的作用,人们在想到语言的时候,几乎总是要想到词汇。但是,对大部分汉语学习
本论文以重组毕赤酵母(Pichia psatoris)KM71H(IFNα-pPICZαA)菌株为模式菌株,在摇瓶和10L发酵罐的条件下表达猪α干扰素(pIFN-α),考察了环境因素对pIFN-α浓度和抗病毒活
居住与就业的空间组织是城市空间结构的重要组成要素,其空间的配置对城市居民生活、生产都产生重要影响,合理的职住分布能够有效节约居民通勤时间,减少通勤压力。本文首先回
中国质检总局开展"全国知名品牌创建示范区"创建工作,旨在加强区域品牌建设,促进经济社会又好又快发展。本文探讨了标准、质量、品牌的内在联系,以区域品牌建设工作为出发点,
语言和社会生活息息相关。语言是一种社会现象,在社会生活中起着极其重要的作用。反过来,社会也必然对语言产生巨大的影响。维索尔伦(Jef Verschuren)认为,语言使用的过程就