208化學試劑2001年化學試劑,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和用量、催化劑的種類和用鼠、反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度等條件進行了探討,在優(yōu)化的實驗條件下,獲得了88.80%的收率,對產(chǎn)物OPES的各項性能進行了測定和說明。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.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(jié)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(yīng)用受到限制。隨著我硫酸化反應(yīng)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(yīng)的鹽的化學過程，通常所用的硫增多,以烷基酚聚氧乙烯醚為原料,開發(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.藝過聚氧乙烯醚硫酸鹽除保持了烷基酚聚氧乙烯醚的程。實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提高,對人的反應(yīng)進行了考察,結(jié)果如表1所示。本皮膚的刺激性減弱,因此，日漸成為各類日用清表1婉酸化試劑的種類對(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(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的收率。實驗結(jié)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(yīng)溫度,在化工廠):氨基磺酸(上海試劑1 )、氣仿(蚌埠電化25C時，陰離子活性物的含量達最大值，為試劑廠)、松節(jié)油(宜興化學試劑廠”)、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)均為分析純;油酸鈉(徐州試應(yīng)溫度.活性物含量為42.79%;而以氨基磺酸作劑廠)為化學純。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(shù)委優(yōu)秀青平教師基金、淮南T.業(yè)學院批加入-定量的硫酸化試劑和催化劑，控制反應(yīng)青年科學研究城金資助項日。作者簡介:陳忠秀(1970-).女.碩士.主要從事精細化學品溫度，反應(yīng)-定時間后停止反應(yīng),將反應(yīng)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,可見以氨基磺反應(yīng)時間的長短對轉(zhuǎn)化率有一定的影響,時酸效果最好,又因為氨基磺酸性能溫和,尤“三廢”間太短會使反應(yīng)不完全,而過長則易發(fā)生副反應(yīng)。污染,故本研究選用氨基磺酸作為硫酸化試劑。本反應(yīng)中時間對陰離子活性物含量的影響如圖470所示?？梢?最佳反應(yīng)時間為1. 5h。照62609055s 8050f 7045樞4060-西35轉(zhuǎn)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(yīng)時間1.5h.溫度100C反應(yīng)溫度iC2.1.2硫酸化試劑用量的 選撣圖3反應(yīng)溫度對陰離子活性物含量的影響實驗分別采用酸醚摩爾比為1 : 1、1.05 : 1反應(yīng)時間1. 5h,酸醚摩爾比1.05: 1和1.1:1進行反應(yīng),結(jié)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(jù)文獻報道,氨基磺酸在反應(yīng)中可能是先50 t形成SO:和NHs的絡(luò)合物，再與TX-10進行反三40應(yīng),因此可在反應(yīng)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(yīng)速度，提.高轉(zhuǎn)化率,同時還有可能降低產(chǎn)品的色澤。本研究.1.5分別選用兩種酰胺類化合物A和B作為催化劑.反應(yīng)時間:h對實驗結(jié)果進行廠考察.結(jié)果如圖2所示，可見，圈4反應(yīng)時間對陰離子活性:物含量的影響催化劑選用B,反應(yīng)產(chǎn)物中陰離了活性物含量最.反應(yīng)溫度130~ 135C .酸醚摩爾比1.05: I高。通過反復(fù)實驗,確定出催化劑B的最佳用量綜上所述,本研究采用的反應(yīng)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).以酰胺類化合物B為催化劑(用量為0.05mol/moi80 t醚),反應(yīng)溫度為130~135C .反應(yīng)時間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(jié)果與比較無性能OPESTX. 10碳化劑種類圍2催化劑種類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(yīng)時間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(yīng)溫度的影響分散指數(shù)LSDP/%8.2圖3給出了溫度對該反應(yīng)的影響?？梢钥闯?，乳化性in40. 180. (1溫度為80C時,陰離子活性物含量為25.81%,隨增溶能力/(mL苯●nol 118436著溫度的升高,TX-10的轉(zhuǎn)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(yīng)的緣故。由與TX-10進仃↑比牧，海術(shù)如衣4.各項喪面活性此可見，溫度以130~135 C為宜。的測試方法參見文獻「2。由表2可見。改性后的2.1.5反應(yīng)時間的影響OPES與TX-10在性能上有很大差異。在表面張.210化學試劑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(jié)構(gòu)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(jié)果的理論解釋有待于進-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(jié)論催化劑的酰胺類化合物會破壞水的結(jié)構(gòu)。也會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(酸醚摩爾比為本實驗采用試管振蕩法測定樣品的起泡性，1.05 : 1),以酰胺類化合物B為催化劑(用量為并以1h后的泡沫高度衡量泡沫的穩(wěn)定性。結(jié)果如0.05mol/nol醚).反應(yīng)溫度為130~ 135C,反應(yīng).表2所示,OPES的起泡能力大大優(yōu)F TX-10,穩(wěn)時間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(shù)來衡量,分散指數(shù)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,OPES的分散能力較劑,為開發(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(jié)構(gòu)特點，而且由于-SO,Na基團的引入.在出版社,1985.發(fā)生吸附時使顆粒表面帶電，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原理.廣州:華南理工大學出版社，1997壘的基礎(chǔ)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(shù)據(jù)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(shù)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(yīng)有sulfarion所降低,但實驗卻得到相反的結(jié)果.這可能與苯的興*中國煤化工MYHCNMHG