论文部分内容阅读
蔗糖脂肪酸酯基表面活性剂具有乳化性、润湿性、增溶性和去污性等特点，可以替代脂肪醇聚氧乙烯醚，广泛用于食品、医药、化妆品、化工、纺织、塑料加工等领域，是一种性能优良的非离子表面活性剂。由于油脂化学品具有天然性、资源可再生性、易生物降解、绿色环保、环境适应性好等优点，所以，开发和利用油脂精细化工产品具有深远的经济效益和社会效益。
本文采用两步法来制备蔗糖脂肪酸酯基表面活性剂。第一步，以氢氧化钠为催化剂，用量为菜籽油质量的1％，将菜籽油与甲醇按照摩尔比为6：1的比例，温度控制在65℃左右，反应3h，制得脂肪酸甲酯。第二步，将菜籽油与甲醇醇解所得的脂肪酸甲酯和蔗糖为原料，酯交换制得非离子表面活性剂蔗糖脂肪酸酯。在这个过程中，考察了不同因素对酯交换反应的影响，寻求制备蔗糖脂肪酸酯的最佳工艺条件，具体过程如下：
(1)以K2CO3为催化剂，DMSO作溶剂，脂肪酸甲酯与蔗糖为原料，常压进行酯交换制得非离子表面活性剂蔗糖脂肪酸酯。在这个过程中，考察了四种不同因素对酯交换反应的影响，确定了最佳的合成工艺条件为：反应温度130℃，反应时间7h，酯糖摩尔比为3.0:1，催化剂用量为反应物总量的4wt％时，菜籽油蔗糖酯的产率可高达66.7％，
产物提纯后，采用红外光谱法和核磁共振波谱法对所得表面活性剂产品的结构进行了定性分析，符合目标物的结构特征。各项物化性能指标如下：临界胶束浓度(CMC)为0.006mol/L，表面张力为32.4mN/m，稳泡能力为8.0/6.5mm/mm(5min后)，乳化力为30s，浊点指数为14.90mL，HLB值为14.2。
(2)在无溶剂条件下，在催化剂和乳化剂的作用下，减压进行酯交换反应制得非离子表面活性剂蔗糖脂肪酸酯。在这个过程中，考察了四种不同的固体催化剂对酯交换反应的影响，确定了无溶剂合成蔗糖脂肪酸酯的最佳工艺条件为：反应温度130℃，反应时间5h，压力4.45kPa，n（脂肪酸甲酯）/n（蔗糖）=3:1，催化剂用量为7％，乳化剂用量为9％，菜籽油蔗糖酯的产率达72.4％。
产物提纯后，采用红外光谱法和核磁共振波谱法对所得表面活性剂产品的结构进行了定性分析，符合目标物的结构特征。各项物化性能指标如下：(CMC)为2.99×10-3mol·L-1，表面张力为29.4mN/m，乳化力为122s，浊点指数为9.86mL，HLB值为11.5。
(3)常压溶剂存在下合成蔗糖脂肪酸酯的最佳工艺条件与减压无溶剂条件下合成蔗糖脂肪酸酯的最佳工艺条件进行对比，减压条件合成蔗糖酯的工艺更合理，产率更高。