单-双烷基二苯醚双磺酸钠的性能研究
印染助剂TEXTILE AUXILIARIES Vol.35No.8Aug.2018
第35卷第8期2018年8月白龙，刘晓臣，焦提留，霍月青，牛金平
（中国日用化学工业研究院，山西太原030001）
摘要：双烷基二苯醚双磺酸盐是一种性能优异的双子表面活性剂，
被广泛应用于日化、材料、印染等领域。为了进一步研究磺酸盐类表面活性剂结构与性能的关系，测定了单/双烷基二苯醚双磺酸钠（C 12-MADS/C 12-DADS ）的胶束化热力学、润湿、泡沫和乳化性能，并与十二烷基苯磺酸钠（C 12-LAS ）进行对比分析。结果表明，不同温度下的临界胶束浓度（cmc ）：C 12-DADS （1.49×10-4~1.63×10-4mol/L ） 此外，C 12-DADS 具有较低的起泡能力和乳化能力。关键词：双子表面活性剂；双烷基二苯醚双磺酸钠；结构与性能 中图分类号:TQ423文献标识码:B 文章编号:1004-0439 （2018）08-0039-04Performance of mono-and di-dodecyl diphenyl ether disulfonate BAI Long,LIU Xiaochen,JIAO Tiliu,HUO Yueqing,NIU Jinping (China Research Institute of Daily Chemical Industry,Taiyuan 030001,China) Abstract:The di-dodecyl diphenyl ether was a Gemini surfactant with excellent properties.It was widely used in various fields such as daily chemicals,materials,printing and dyeing.In order to further study the rela -tionship between structure and properties of sulfonate surfactants,the themodynamic properties of micelliza -tion,wetting,foam and emulsifying properties of mono-and di-dodecyl diphenyl ether disulfonate (C 12-MADS/C 12-DADS)were investigated,and then the di-dodecyl diphenyl ether and alkylbenzene sulfonate (C 12-LAS)were compared and analyzed.The results showed that the critical micelle concentration at different tempera -tures was C 12-DADS (1.49×10-4~1.63×10-4mol/L) Key words:Gemini surfactant;di-alkylated diphenyl ether disulfonate;structure and performance Gemini 表面活性剂又称双子表面活性剂，是通过一个连接基将两个传统表面活性剂分子在其亲水 头基或接近亲水头基处连接在一起而形成的一类新 型表面活性剂。由于其结构的特殊性，双子表面活性 剂表现出许多常规表面活性剂所不具备的独特性， 如较低的临界胶束浓度（cmc ）、较高的表/界面活性、 优异的润湿和乳化性能等［1-5］，因而在日化、涂料、三 次采油和印染助剂（如皂洗剂、抗静电剂等）等领域 具有良好的应用前景［2-4］。双烷基二苯醚双磺酸盐（C 12-DADS ）是一种双亲水基Gemini 型表面活性剂，具有优良的性能和广阔的应用前景。本实验研究了双子表面活性剂C 12-DADS 和单烷基二苯醚双磺酸盐（C 12-MADS ）胶束化热力学、润湿、泡沫和乳化性质，并与十二烷基苯磺酸钠（C 12-LAS ）对比，分子式如下：单/双烷基二苯醚双磺酸钠的性能研究 收稿日期：2017-09-26 基金项目：国家重点研发计划（2017YFB0308805）；伽蓝研究基金资助项目（Jala 2015） 作者简介：白龙（1993-），男，甘肃张掖人，在读硕士，研究方向为表面活性剂的合成和应用。 通信作者：牛金平，E-mail ：njp6611@https://www.360docs.net/doc/001223325.html, 。ＯＣ１２Ｈ２５Ｃ１２Ｈ２５ＳＯ３ＮａＳＯ３ＮａＯＣ１２Ｈ２５ＳＯ３ＮａＳＯ３ＮａＣ１２Ｈ２ ５ＳＯ３ＮａC 12-DADS C 12-MADS C 12-LAS 万方数据 新型固体酸催化剂的设计、制备及其在烷基化反应中的应用研究【摘要】：苯与长链烯烃烷基化反应制得的直链烷基苯、二苯醚与烯烃烷基化反应生成的烷基二苯醚是两类重要的工业反应中间体，它们经进一步的磺化、中和过程生产的烷基苯磺酸盐和烷基二苯醚磺酸盐是优良的阴离子表面活性剂，是现代合成洗涤剂工业产品中的主要成分。为适应当代环境保护的要求，化学工业必须走可持续发展之路，这就要求这两类工业烷基化反应采用新型的环境友好催化剂以取代传统的液体酸催化剂，同时提高产品的质量，增加可生物降解的直链烷基苯2位和3位异构体选择性，防止洗涤废液对环境造成污染。取代传统液体酸催化体系的途径，主要集中在催化剂的选择上，其中包括多种无机固体酸和有机固体酸，目前这些固体酸催化材料存在的主要缺点是反应选择性不高、反应条件苛刻以及催化剂失活等问题。本论文工作选取了氧化锆固体超强酸、离子液体和负载杂多化合物三种类型的催化材料加以研究。考察制备过程中各种影响因素的作用，并对所制备的催化剂进行傅立叶变换红外光谱、差热-热重、比表面与孔径分布、X射线粉末衍射等表征，通过利用氨气吸附红外光谱、氨气吸附-程序升温脱附等手段研究了固体酸的酸性质；将所制备的新催化材料应用于苯／二苯醚的烷基化反应，研究反应过程中各种条件参数的影响，以期达到提高反应转化率和异构体产物的选择性、提升产品质量、优化反应条件，以及催化剂高效优质的研究目的。研究的主要内容及基本结论如下：1．氧化锆固体超强酸的制备与催化芳香 族化合物与长链烯烃的烷基化反应研究，考察了锆源的选择、水解的温度、锆盐沉淀过程碱性物种的选择和滴加速度、碱化过程中的pH 值、沉淀陈化的温度和时间、氯离子存在与否、酸促进剂的种类和浓度、酸处理氧化锆的方式和时间、煅烧温度和时间等合成条件对最终制备的样品的催化性能的影响，其结果证明pH值、氧化锆的晶型、酸促进剂的浓度和处理时间、煅烧的温度和时间是制备过程中的关键因素，对催化剂的活性起决定性作用。在苯与1-十二烯的烷基化反应中，以氧摘要化错固体超强酸作为催化剂，设定条件参数为苯与1一十二烯的摩尔比10，353K，常压下反应1小时可得最好的实验结果。反应转化率100%，产品直链度100%，2位与3位异构体选择性高于60%，并克服了固体超强酸一次使用完全失活的缺点;在二苯醚与1一十二烯的烷基化反应中，在醚烯摩尔比5，温度343K、常压的反应参数下反应2小时得最佳的实验结果，反应转化率到达了67%以上，产物为单取代烷基二苯醚单一产品，均优于目前使用的无水三氯化铝催化剂;2.离子液体催化苯、二苯醚与1一十二烯的烷基化反应，设计合成了胺盐类、咪哇类阳离子与Aic卜一、Fea4-、PFe’、B凡‘、5042一、c几503一等阴离子两两组合而成的催化体系，研究不同阴阳离子的摩尔配比对离子液体催化剂催化性能的影响，得出在氯铝酸盐离子液体中，阴阳离子的摩尔比例为2的离子液体具有低温高活性的特点。氯铝酸盐阴离子组成的离子液体催化剂可在室温、常压条件下在1分钟内催化苯与1一十二烯的烷基化反应，原料中苯与1一十二烯的摩尔比例为10，单取代产品的直链度达到100%，2、3 表面活性剂专业缩写词及国内代号 平平加A-20 脂肪醇聚氧乙烯醚,HLB值为16 添加剂AC 脂肪胺聚氧乙烯醚 ADI 每人每天允许摄人量 ADMA 烷基二甲胺 AEO 脂肪醇聚氧乙烯醚 AEEA 羟乙基乙二胺 AES 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐 AGO 氨基酸锗氧化物 AGS N—酰基谷氨酸盐 Alfol 脂肪醇名,美国大陆油品公司商标 AMP 氨基甲基丙醇(喷发胶) 净洗剂AN 脂肪醇聚氧乙烯醚 匀染剂AN 脂肪胺聚氧乙烯醚(尼凡丁) AOS α－烯基磺酸盐 AP 烷基磷酸酯 APE 千基酚聚氧乙烯醚 APG 烷基多糖苷 AR617精炼剂油酸钠、碳酸钠和三聚磷酸钠为主的混合物 AS 脂肪醇硫酸钠 AS-33 含33％脂肪醇硫酸钠的水溶液 ASEA 烷基硫酸酯单乙醇胺盐 ASTM 美国标准试验方法 AV 酸值 BHT 3,5－叔丁基对甲酚；2,6－二叔丁基对甲基苯酚(抗氧剂) 匀染剂BOF 烷基苯酚聚氧乙烯醚 BS—12 甜菜碱；十二烷基二甲基氨基己酸钠 BSL 4,4-二氨基蓖-2,2-二磺酸的三氮杂苯基衍生物(荧光增白剂) BX 拉开粉；丁基萘磺酸钠 Nekal BX 烷基萘磺酸钠 CDE 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 Cmc 临界胶束浓度 CMC 羧甲基纤维素 HEC 羟乙基纤维素 CME 椰子油脂肪酸单乙醇酰胺 Tmc 临界胶束温度 匀染剂CN 阳离子表面活性剂复合物 扩散剂CNF 亚甲基苄基萘磺酸钠 分散剂CS 纤维素硫酸酯钠盐 CTAB 溴化十二烷基三甲基铵 CTAC 氯化十二烷基三甲基铵 5881D 十二烷基磺酸钠、拉开粉、磷酸氢钠和松节油为主的混合物(渗透剂) DAH 磺化油 DAN 硫酸化蓖麻子油 分散剂DAS 烷基联苯醚磺酸盐 DBS 十二烷基磺酸钠 匀染剂DC 氯化十八烷基二甲基苯乙基铵 D&C 美国药用化妆晶用标准 DCCA 氯异氰尿酸 DDB 十二烷基苯 DDBS 十二烷基苯磺酸盐 DEG 二羟乙基甘氨酸 DETA N,N-二乙基间甲苯甲酰胺(驱虫剂) DHA 脱氢乙酸(防腐剂) DMF N,N-二甲基甲酰胺 DMP 邻苯二甲酸二甲酯(驱虫剂) DSDMAC 氯化双十八烷基二甲基铵 DTPA 二亚乙基三胺五乙酸五钠(整合剂) 渗透剂EA 脂肪醇聚氧乙烷醚(1：1．6) EDTA 乙二胺四乙酸(二钠、四钠) EGF 表皮细胞生长因子(化妆晶添加剂) EL 蓖麻油聚氧乙烯醚 EMPA 标准棉布的预污布(测去污力的布样) EO(n) 环氧乙烷(加合数) 柔软剂ES(EST)咪唑啉阳离子表面活性剂 净洗剂FAE 第二不皂化物醇制成的AE08 FAS 脂肪醇硫酸钠 FD&C 美国食用、药用、化妆品用标准 FFA 游离脂肪酸 乳化剂FO 脂肪醇聚氧乙烯醚(1：0.8) FWA 荧光增白剂 柔软剂GC 脂肪酸聚氧乙烯酯 GLC 气液相色谱 CMS 甘油单硬脂酸酯 匀染剂GS 芳基醚硫酸酯和烷基醚基酯的混合物 H501 羟基亚乙基二膦酸 HA 透明质酸(化妆品添加剂) 促进剂HDF 脂肪酸衍生物 HEDP 1-羟基乙烷-1,1-二膦酸四钠(螯合剂) HEDTA 羟乙二胺四乙酸(螯合剂) HOEDTA 羟乙二胺三乙酸三钠(螯合剂) HRBO 氢化米糠油 Hyaminel622 氯化二异丁基苯氧基乙氧基乙基二甲基苄基铵 IgeponT 牛脂酸—N-甲基牛磺酸酰胺 AEO-7 化学组成：脂肪醇聚氧乙烯(7)醚 产品规格： 外观：(25°C)；无色或微黄色透明液体 溶解性：易溶于水 HLB值：12-12.5 PH 值：6-7 浊点(1%aq.)：47-56°C 特性与用途：具有良好的乳化性，分散性和去污性，广泛用作洗涤剂和工业表面活性剂。 AEO-9 化学组成：脂肪醇聚氧乙烯(9)醚 产品规格： 外观：(25°C)；白色膏状物 溶解性：易溶于水 PH 值：6-7 HLB值：12.5 浊点：75-81°C 特性与用途：本品具有良好的乳化、去污、净洗等性能，广泛用于配制民用洗涤剂，用作工业乳化剂和金属清洗剂等。 AEO-15(平平加OS-15) 化学组成：脂肪醇聚氧乙烯(15)醚 产品规格： 外观：白色膏体 溶解性：易溶于水 PH值：6-7 HLB值：14.5 浊点：≥100°C 特性与用途：本品除具有乳化、分散、净洗等性能外，还具有独特的润湿性能，是良好的水溶性乳化剂，耐酸碱和硬水，广泛用于印染工业的退煮漂、染色、印花等工序，作渗透、匀染、分散和净洗剂，也是化纤油剂的主要成分，在金属加工做金属净洗剂，在制革工业中做乳化剂、净洗剂、脱脂剂。 AEO-20(平平加O-20) 化学组成：脂肪醇聚氧乙烯醚 产品规格： 外观：白色固体 溶解性：易溶于水 浊点：(5%CaCl12)≥85°C PH 值：6-7 HLB值：16.5 特性与用途：具有良好的乳化、分散、净洗和润湿性能，在印染工业中做匀染 剂和煮炼助剂，印花净洗剂和原毛洗涤剂中的乳化剂，在一般工业做乳化剂，对矿、植物油有较好的乳化性能。 乳化剂SE-10 化学组成：硬脂酸聚氧乙烯(10)酯 产品规格： 外观：蜡状软固体 溶解性：分散于水中 PH 值：6-7 HLB值：12 滴点：27±2°C 特性与用途：具有良好的乳化性和增稠作用，对纤维有柔软作用。适用于化妆品，膏体鞋油等产品的乳化，制得产品均匀细腻，是纺织乳蜡的重要组分，对化纤具有抗静电作用。 乳化剂LAE-9 化学组成：月桂酸聚氧乙烯(9)酯 产品规格： 外观(25℃)：无色透明液体 溶解性：易溶于水 PH值：6-7 浊点:34~40℃ 特性与用途：合成纤维油剂组份之一，对纤维具有良好的集束，抱合、柔软、平滑作用及抗静电性能。一般工业中用作乳化剂、净洗剂。 NP-4(OP-4) 化学组成：烷基酚聚氧乙烯(4)醚 产品规格： 外观：无色透明液体 溶解性：易溶于油和多种有机溶剂 PH 值：6-7 HLB值：5.0 水数：15-20ml 特性与用途：本品为亲油型乳化剂，用于W/O乳液的制备。在一些有机合成反应中作为反应介质，可缩短反应时间，提高反应转化率，如在塑料聚氯乙烯聚合时，作为整料剂，不仅能使聚氯乙烯成型颗粒均匀，且可杜绝反应物粘锅形象。 NP-6(OP-6) 化学组成：烷基酚聚氧乙烯(6)醚 产品规格： 外观：无色透明液体 溶解性：溶于油及有机溶剂，在水中呈分散状 PH 值：6-7 HLB值：10.9 水数：26-35ml 案例一氯苯 氯苯是无色透明液体，具有不愉快的苦杏仁味。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿、二硫化碳、苯等多数有机溶剂。是一种重要的有机化工原料。对环境和人类健康有比较大的危害。 制备方法： + Cl2Cl + HCl 案例二十二烷基苯磺酸钠 十二烷基苯磺酸钠(LAS) 为高含量的阴离子表面活性剂，白色粉状物，溶于水。具有表面活性剂所具有的去污、润湿、发泡、乳化、分散、凝聚、脱脂脱墨等性能，可直接用于配制民用及工业用洗涤用品。 制备方法： 案例三硝基苯 硝基苯（nitrobenzene）是芳香族硝基化合物，为黄绿色晶体或黄色油状液体，有杏仁气味。硝基苯是重要的精细化工原料，可用于生产多种医药和染料的中间体，如用于制备二硝基苯、苯胺、间氨基苯磺酸等，还可做有机溶剂、有机反应的弱氧化剂等。 制备方法： 案例四 乙酸异戊酯 乙酸异戊酯又名香蕉水，为无色透明液体，有类似香蕉、生梨的气味，易燃，毒性较小，主要用于配制香蕉和梨香型的香精，是食品工业、烟草业、日用化妆品业常用的香精。也是一种重要的有机溶剂，在人造纤维、人造珍珠、青霉素的提取等化学工业领域内广泛应用。 制备方法： CH 3－C －OH + HO －CH 2CH 2－－CH 3 CH 3－－OCH 2CH 2－CH －CH 3 + H 2O O O CH 3 CH 3 案例五 乙酸乙酯 乙酸乙酯是一种无色透明具有宜人果子香味的易流动易挥发的可燃液体。易燃，微溶于水，溶于醇、酯、酮、醚、氯仿、苯和汽油等一般有机溶剂，还能与某些溶剂性形成共沸混合物。一种非常重要的有机化工原料，用途十分广泛。作为重要的工业用溶剂，主要用于油漆、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；也常作为粘合剂用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提取剂用于医用药品、有机酸等产品的生产；还是菠萝、香蕉等水果香精和威士忌、奶油等香料。 制备方法：新型固体酸催化剂的设计、制备及其在烷基化反应中的应用研究
表面活性剂专业缩写词及国内代号
常用表面活性剂
案例一十溴联苯醚