烷基酚聚氧乙烯醚的改性研究

208化學(xué)試劑2001年化學(xué)試劑,2001,23(4),208~ 210烷基酚聚氧乙烯醚的改性研究陳忠秀(淮南工業(yè)學(xué)院化工系,淮南232001)摘要:研究了烷基酚聚氧乙烯醚(TX-10)經(jīng)硫酸化試劑改性為烷基酚聚氧乙焐眺硫酸鹽(OPFS)的方法,對硫酸化試前的種類(lèi)和用量、催化劑的種類(lèi)和用鼠、反應時(shí)間和反應溫度等條件進(jìn)行了探討,在優(yōu)化的實(shí)驗條件下,獲得了88.80%的收率,對產(chǎn)物OPES的各項性能進(jìn)行了測定和說(shuō)明。關(guān)鍵詞:烷基酚緊氧乙烯醚:氨基磺酸;巰酸酯化中圖分類(lèi)號:TQ423.2文獻標識碼:A文章編號:0258-3283<2001 )04-0208 03烷基盼聚氧乙烯醚(TX-10)是.種重要的至70C .用30%NaOH溶液中和至pH7.5~8.5.聚氧乙烯型非離了表面活性劑,主要用以生產(chǎn)高取樣分析活性物的含量.并作進(jìn).步的表面活性性能洗滌劑。在紡織工業(yè)中,因其優(yōu)良的潤濕性能測定。和洗滌性能,廣泛用于棉紡品和羊毛的洗滌,又由于其抗靜電性、乳化性和潤濕性好,也可用于纖維2結果與討論的加工。但它對皮膚、毛發(fā)的脫脂力較強,對皮膚2.1實(shí)驗條件的選擇.的刺激性較大,發(fā)泡力較弱，生物降解作用緩慢，2.1.1硫酸化試劑的選撣所以在家庭日化用品中的應用受到限制。隨著(zhù)我硫酸化反應是在有機化合物分子中引人一閏聚氧乙烯型非離子表面活性劑生產(chǎn)基地的不斷SO.H或其相應的鹽的化學(xué)過(guò)程，通常所用的硫增多,以烷基酚聚氧乙烯醚為原料,開(kāi)發(fā)性能更為酸化試劑有SO、發(fā)煙硫脧、濃硫酸、氯磺酸和氨全面的下游產(chǎn)品顯得尤為重要。改性后的烷基酚基磺酸等，不同的硫酸化試劑適合不同的T.藝過(guò)聚氧乙烯醚硫酸鹽除保持了烷基酚聚氧乙烯醚的程。實(shí)驗分別對幾種常用的硫酸化試劑與TX 10尤良性能外,起泡能力和增溶能力顯著(zhù)提高,對人的反應進(jìn)行了考察,結果如表1所示。本皮膚的刺激性減弱,因此，日漸成為各類(lèi)日用清表1婉酸化試劑的種類(lèi)對(PES陰離子活性物含量的影響廷潔品的重要活性原料。.本研究采用烷基酚聚氧乙烯醚為原料，選用锍酸化試劑反官條件陰離了活性物含地1%合適的硫酸化試劑和催化劑,在優(yōu)選的條件下.合氨基碳酸1231-135( .2.5h88.80濃硫酸60C.1h42. 79成了兼有非離了和陰離子表面活性劑優(yōu)點(diǎn)的烷基發(fā)煙琉酸23C 1h .35.30酚聚氧乙烯醚硫酸鹽(OPES)。注:醚酸比為1 : 1.05..本研究采用業(yè)甲基藍兩相滴定法測定合成產(chǎn)1實(shí)驗部分物中陰離子活性物OPES的含量,并以此表征該1.1試劑反應的轉化率和產(chǎn)物的收率。實(shí)驗結果表明,以發(fā)烷基酚聚氧乙烯醚(TX-10)為工業(yè)級(北京煙硫酸作硫酸化試劑,宜采用較低的反應溫度,在化工廠(chǎng)):氨基磺酸(上海試劑1 )、氣仿(蚌埠電化25C時(shí)，陰離子活性物的含量達最大值，為試劑廠(chǎng))、松節油(宜興化學(xué)試劑廠(chǎng)”)、新沽爾滅35.39%，以濃硫酸作硫酸化試劑，60C為最佳反(1831,南京試劑廠(chǎng))均為分析純;油酸鈉(徐州試應溫度.活性物含量為42.79%;而以氨基磺酸作劑廠(chǎng))為化學(xué)純。其他所用試劑均為市售。硫酸化試劑，在135C左右的陰離子活性物含量1.2實(shí)驗步驟中國煤化工在250 mI.的三口燒瓶中，加入一定量的.[HCNMHG:"X-10,在一定溫度下恒溫攪拌3~5min,然后分.基金項目:女徽省數委優(yōu)秀青平教師基金、淮南T.業(yè)學(xué)院批加入-定量的硫酸化試劑和催化劑，控制反應青年科學(xué)研究城金資助項日。作者簡(jiǎn)介:陳忠秀(1970-).女.碩士.主要從事精細化學(xué)品溫度，反應-定時(shí)間后停止反應,將反應產(chǎn)物冷卻的研究和升發(fā)工作。第23卷第4期陳忠秀:烷基酚聚氧乙烯醚的改性研究209達88.80%。比較3種硫酸化試劑,可見(jiàn)以氨基磺反應時(shí)間的長(cháng)短對轉化率有一定的影響,時(shí)酸效果最好,又因為氨基磺酸性能溫和,尤“三廢”間太短會(huì )使反應不完全,而過(guò)長(cháng)則易發(fā)生副反應。污染,故本研究選用氨基磺酸作為硫酸化試劑。本反應中時(shí)間對陰離子活性物含量的影響如圖470所示?？梢?jiàn),最佳反應時(shí)間為1. 5h。照62609055s 8050f 7045樞4060-西35轉50-1.02 1.04 1.06 1.08 1.1股40n(酸) : n(醚)西30l圖1酸醚比對陰離子活 性物含繭的影響20“80100反應時(shí)間1.5h.溫度100C反應溫度iC2.1.2硫酸化試劑用量的 選撣圖3反應溫度對陰離子活性物含量的影響實(shí)驗分別采用酸醚摩爾比為1 : 1、1.05 : 1反應時(shí)間1. 5h,酸醚摩爾比1.05: 1和1.1:1進(jìn)行反應,結果如圖1所示。顯然，酸醚摩爾比以1.05: 1為宜。2.1.3催化劑的 選擇據文獻報道,氨基磺酸在反應中可能是先50 t形成SO:和NHs的絡(luò )合物，再與TX-10進(jìn)行反三40應,因此可在反應中加入一些含氮的化合物.以促西20使NH3和SO,的絡(luò )合物形成，加快反應速度，提.高轉化率,同時(shí)還有可能降低產(chǎn)品的色澤。本研究.1.5分別選用兩種酰胺類(lèi)化合物A和B作為催化劑.反應時(shí)間:h對實(shí)驗結果進(jìn)行廠(chǎng)考察.結果如圖2所示，可見(jiàn)，圈4反應時(shí)間對陰離子活性:物含量的影響催化劑選用B,反應產(chǎn)物中陰離了活性物含量最.反應溫度130~ 135C .酸醚摩爾比1.05: I高。通過(guò)反復實(shí)驗,確定出催化劑B的最佳用量綜上所述,本研究采用的反應條件為:以氨基為0. 05mol/mol醚?；撬釣橥胨峄噭?酸醚摩爾比為1.05 : 1).以酰胺類(lèi)化合物B為催化劑(用量為0.05mol/moi80 t醚),反應溫度為130~135C .反應時(shí)間1. 5h,最終獲得88.80%的收率,e 4(2.2烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽(OPES)的性能測試: 20表2 OPES與TX-10 的性能測試結果與比較無(wú)性能OPESTX. 10碳化劑種類(lèi)圍2催化劑種類(lèi)對陰離子活性物含量的影響表面張力、10/(N .m-1)40.134. 2反應時(shí)間1.5h,溫度130~135C ,醚酸摩爾比↓: 1.05尿人起泡高度/mm62Ih后泡商/mum582.1.4反應溫度的影響分散指數LSDP/%8.2圖3給出了溫度對該反應的影響?？梢钥闯?，乳化性in40. 180. (1溫度為80C時(shí),陰離子活性物含量為25.81%,隨增溶能力/(mL苯●nol 118436著(zhù)溫度的升高,TX-10的轉化率增加，至135C左在中國煤化工所得到的烷基右達最大值，此時(shí)陰離子活性物含量為88. 80%，紛聚氧ZTHCN M H Gr性能測試.并爾后又有所下降.可能是發(fā)生了副反應的緣故。由與TX-10進(jìn)仃↑比牧，海術(shù)如衣4.各項喪面活性此可見(jiàn)，溫度以130~135 C為宜。的測試方法參見(jiàn)文獻「2。由表2可見(jiàn)。改性后的2.1.5反應時(shí)間的影響OPES與TX-10在性能上有很大差異。在表面張.210化學(xué)試劑2001年力方面.TX-10的表面張力略大于OPES,這是因.增溶方式的改變以及改性前后表面活性劑的結構為OPES為離子型表面活性劑,在水溶液中離解變化有關(guān),關(guān)十這-結果的理論解釋有待于進(jìn)-成帶電的表面活性離子,由于靜電排斥作用不能步探討。形成致密的表面吸附層,因此降低溶液表面張力的能力略低十非離子表面活性劑TX-10,而作為3結論催化劑的酰胺類(lèi)化合物會(huì )破壞水的結構。也會(huì )3.1由TX-10改性為OPES的最偉工藝條件使降低表面張力的效率下降。為:以氨基磺酸為硫酸化試劑(酸醚摩爾比為本實(shí)驗采用試管振蕩法測定樣品的起泡性，1.05 : 1),以酰胺類(lèi)化合物B為催化劑(用量為并以1h后的泡沫高度衡量泡沫的穩定性。結果如0.05mol/nol醚).反應溫度為130~ 135C,反應.表2所示,OPES的起泡能力大大優(yōu)F TX-10,穩時(shí)間1.5h,最終獲得88.80%的收率。泡性略小于TX10,這可能是由于OPES的表面.3.2性能測試表明,烷基酚聚氧乙烯硫酸鹽具有膜的帶電性質(zhì)所致，表面活性劑的鈣皂分散性常優(yōu)良的表面活性、起泡性、鈣皂分散性和增溶性以以分散指數來(lái)衡量,分散指數越大.分散能力越及適中的乳化性,是，種新型的 溫和型表面活性小，反之亦然。由表2可見(jiàn),OPES的分散能力較劑,為開(kāi)發(fā)助劑型液體洗滌劑提供了原料。TX10大大提高。TX-10本身具有.定的分散性,通過(guò)其烴鏈吸附在憎水固體表面上,聚氧厶烯4參考文獻鏈伸入水中發(fā)生水化作用，形成強大的空間斥力.[1; Carl S,el al. US.3395170(1995)位壘面產(chǎn)生分散作用,而OPES不僅具有TX-10「27 土福海，硬駘酸及脂肪酸的衍生物.北京:輕工業(yè)的結構特點(diǎn)，而且由于-SO,Na基團的引入.在出版社,1985.發(fā)生吸附時(shí)使顆粒表面帶電，在產(chǎn)生空間斥力位3]鄭忠，胡紀華。表面活性劑的物理化學(xué)原理.廣州:華南理工大學(xué)出版社，1997壘的基礎上、又產(chǎn)生靜電斥力位壘,從而有效地防止了顆粒重新聚集,大大增強了分散作用。在乳化Preparation of sodium polyoxyethylene alkylphenol sul-性方面,OPES小于TX 10.這也是與表面活性理fnte by modification of alkylphenol polyoxyethytene Chen論相符的。Zhong xin (Department of Chermical Engineering .Huainan表2的數據同樣顯示了OPES和TX.10在.Institure of Teehnolegu . Huainan 232001) . I Iuaxuc Shiji.增溶能力上的較大差異。實(shí)驗中以苯在.定濃度2001.23(4),208 ~210的表面活性劑溶液中的增溶量來(lái)分別表征二者的Abstract: Sodium polyoxyethylene alkylphenol sulfate增溶能力。改性前的TX10的增溶能力為36mL/(()PES) was prepared bhy modification of alkylphenolmol.而改性后OPES的增溶能力為184mL/mol。polyoxyethylcne (TX 10). The efects of types and一般而言,烴鏈相同的非離子表面活性劑的增溶emounts of sulfating ugents und catalysts. reaction timend cenuperaluire were exanined. Under the optimum能力大于陰離子表面活性劑,這是因為非離了表.conditions,yield of OPES is 88. 80%。Properties of the面活性劑的臨界膠束濃度較低,膠團的聚集數較.product are dctermined and discussed.大，在該體系中.從理論上講,苯的增溶屬夾心型Keywords: alkylphenul polyoxyethylene ↓sulfamic acid :增溶模型,因此OPES的增溶能力較TX-10應有sulfarion所降低,但實(shí)驗卻得到相反的結果.這可能與苯的興*中國煤化工MYHCNMHG