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在常温常压、甲醇不回流条件下,用酯交换甲酯化法制得蓖麻油酸甲酯,将甲酯与环氧乙烷(EO)反应,合成出不同平均EO加合数的蓖麻油酸甲酯乙氧基化物(CAMEE)。
建立了一种检测CAMEE中EO数分布的方法。将CAMEE在0.5mol/L的KOH/乙醇中水解,样品从酯基处断裂成疏水基部分和亲水基甲基聚乙二醇醚。考察了水解次数及时间对水解率的影响,确立了合适的水解、分离条件,即CAMEE在85±1℃、水解1h下能够水解完全,在乙酸乙酯和NaCl水溶液(质量分数为30%)体系下萃取分离2到3次能够将甲基聚乙二醇醚和疏水基部分完全分离,且该方法有相当好的回收率。CAMEE-12疏水基部分IR图显示,在1120cm-1处有很强的吸收峰,此为-C-O-C-的特征吸收峰,定性地测出在仲羟基上加成了一定数目的EO。用GC法测定了CAMEE-12的甲基聚乙二醇醚EO数分布情况。从结果中知道最高含量峰的EO数为10,这与用化学法的计算结果(10.2)相差不大,而且EO数分布很窄。由此可知,在此催化条件下EO对蓖麻油酸甲酯酯基的选择性远高于对仲羟基的选择性。根据上述方法,测定了不同平均EO数的CAMEE中EO对酯基和仲羟基的选择性,进一步验证了上述选择性结果。
测定了不同平均EO数的CAMEE的物化性能,并与其他表面活性剂进行了对比。其结果为:不同平均EO数的CAMEE的浊点范围为37.7~66.2℃;γcmc范围为36.40~37.23mN/m;临界胶束浓度范围为1.99×10-5~3.94×10-5mol/L;润湿力较弱,在183~457s之间;对大豆油有出色的乳化能力,在17.2~25.9min间,而对石蜡的乳化能力稳定在7.8~9.8min间。与其他表面活性剂的物化性能比较可知,CAMEE-10的γcmc比具有相同碳数和EO数的OMS-10(硬脂酸甲酯乙氧基化物)的γcmc大,而相应的cmc则比OMS-10的cmc要低;CAMEE的润湿能力明显差于COMEE-8(椰油酸甲酯乙氧基化物)和OMS的润湿能力,但乳化能力却优于COMEE-8和OMS;而且FMEE类表面活
性剂的乳化能力整体比AEO9(C12)和APG(C12-14)要强。
考察了OMR(蓖麻醇酸甲酯乙氧基化物,平均EO数为10)与其他表面活性剂的复配情况。OMR及其与其他表面活性剂混合溶液的表面张力曲线表明,OMR分子在气液界面上的吸附和排布比较特殊,导致它的γcmc较大,为36.78mN/m;但较大的分子结构也使它有比较低的cmc,为4.58×10-5mol/L。OMR与AEO9的混合溶液的表面张力曲线介于二者之间;OMR的加入能够使SDS的cmc降低近2个数量级,但混合溶液的协同作用不强;OMR与CTAB有很强的协同作用,混合溶液的表面张力曲线出现最低点。