异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成与应用
磷酸酯类表面活性剂的合成及其在皮革加脂中的应用

酯 和磷酸 双酯 外 , 还含 有少 量 的磷 酸二聚 酯 、 磷酸 三
酸酯具 有优 良的 润湿 性 、 净 性 、 溶 性 、 化 分 散 洗 增 乳 性、 热稳 定性 、 与其他 表 面活性 剂 良好 的配伍 性和对 纤维及 织物具 有很 好 的抗 静 电性 和 阻燃 性 , 低 的 较
Y e xa g , uJa U W n— in Q in—b o
脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成及在丙纶油剂中的应用

36. 85
84. 13
86. 11
4 24. 64 31. 72 43. 64 75. 36
P2O5 是常用的磷酸化试剂 ,它与 AEO3 进行酯化反应可 生成单酯 、双酯和三酯的混合物 。投料比 n (AEO3 ) / n ( P2O5 )
= 2时单酯多 ,配比在 4时双酯多 ,合适的单双酯比例对于磷 酸酯的润湿 、抗静电性能很重要 。在磷酸酯产品中全是单酯
在合成纤维加工过程中 ,由于纤维与多种固体表面进行 相对的高速运动 ,合成纤维是非良性的导电高分子物质 ,静电 的产生不可避免 ,由此会造成纤维磨损 、缠辊 、飞丝和断头等 一系列纺丝和加工的问题 ,在油剂中 ,加入抗静电剂可减少和 消除静电荷 。根据分子中与长链烷基相连接的极性基的电荷 性质 ,抗静电剂大致上可分为阴离子型 、阳离子型 、非离子型 和两性表面活性剂型 。一般 ,抗静电效果最好的是阳离子型 和两性型 ,阴离子型次之 ,非离子型抗静电最差 。阳离子型抗 静电虽好 ,但对金属材料和设备腐蚀性大 ,且价格昂贵 。两性 型抗静电性好 ,耐热性亦好 ,但来源不广 ,价格昂贵 ,影响油剂 成本和工业化生产 。阴离子型抗静电剂 ,抗静电性能尚可 ,价 格便宜 ,来源广泛 ,较适宜应用于纺丝油剂中 。
2. 2 温度对反应的影响
在 n (AEO3 ) / n ( P2O5 ) = 3,酯化时间 4 h条件下考察了 反应温度在 70、80、90 ℃时 ,对磷酸酯的单双酯质量分数及 酯化转化率的影响 。见表 2。
表 2 温度对单双酯质量分数及酯化转化率的影响 Table 2 Effect of temperature on content of monoester or diester
1. 3. 3 转化率的测定
异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成及应用教案资料

异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成及应用渗透剂在纺织工业中是一种能使液体迅速均匀渗透到纤维内部的表面活性剂,应用于染整加工工序中,用途十分广泛。
棉纺织品的前处理多数是湿加工,要使处理液能均匀、快速地分布或作用于织物内部,渗透剂是必不可少的助剂。
前处理的工作液大多是在强碱浴中进行的,这就要求所用的渗透剂在强碱浴中仍能保持良好的润湿渗透性,要达到能耐强碱200g/L仍保持高效渗透的性能,普通的渗透剂JFC已不能满足要求,必须寻求另外的耐强碱渗透剂。
磷酸酯具有较好的渗透性和耐碱性[1-4],文献[3-4]报道了辛醇磷酸酯的合成,但异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐的合成及应用方面的文献报道较少。
作者以异辛醇聚氧乙烯醚和P2O5为原料,通过考察反应温度、投料比、时间、P2O5投料方式等影响因素得到合成异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的优化工艺条件。
测试了异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯产品的单、双酯比例,结果表明:当合成的磷酸酯产品中的单酯含量较高时,产品的耐碱渗透性最好。
1. 实验部分1.1 仪器与原料ZD-2型电位滴定计;JTY-10电子天平;Datacolor测色仪;JB90-S数字显示转速电动搅拌机;WMZK-01温度指示控制仪;秒表;标准帆布。
C8H17(EO)4OH;NaOH;P2O5;以上原料均为工业品。
1.2 合成原理1.2.1 合成原理P2O5与含羟基的物料发生磷酸酯化反应,形成磷酸单酯(MAP)、磷酸双酯(DAP)、少量磷酸三酯和游离磷酸(AP)的混合物,以ROH代表羟基物料,反应式如下:聚酯在一定条件下可以水解为相应的单酯,单酯盐含有两个亲水基(活性基团),双酯盐含有一个亲水基团,故单酯盐比双酯盐的渗透性更有效,实际上使用的都是混合酯类。
P2O5是最常用的一种磷酸化试剂,它与C8H17(EO)4OH进行酯化反应可生成单酯、双酯和三酯的混合物。
投料比n(C8H17(EO)4OH):n(P2O5)在2:1与4:1之间,当配比在2:1时单酯多,配比在4:1时双酯多。
脂肪醇聚氧乙烯醚(5)磷酸酯盐的合成性能与应用

脂肪醇聚氧乙烯醚(5)磷酸酯盐的合成性能与应用一、绪论介绍脂肪醇聚氧乙烯醚(5)磷酸酯盐的概念、研究背景及意义,引入本文的研究目的和意义。
二、实验方法介绍脂肪醇聚氧乙烯醚(5)磷酸酯盐的合成方法、化学合成路线和实验步骤,详细阐述实验条件和反应机理。
三、合成性能分析采用不同的实验方法(如红外光谱、紫外光谱、核磁共振等)对复合物进行表征,阐述其化学组成、分子结构、形态结构等性能分析结果。
四、应用研究探究脂肪醇聚氧乙烯醚(5)磷酸酯盐的广泛应用领域,如医药、食品、农业、环境等方面,以及其在这些领域中的应用效果和特点。
五、结论和展望总结本文所述研究内容,阐明脂肪醇聚氧乙烯醚(5)磷酸酯盐的优点和不足之处,提出进一步研究方向和展望,为相关领域的开发利用提供参考。
第一章:绪论1.1 引言脂肪醇聚氧乙烯醚(5)磷酸酯盐是一种重要的表面活性剂,其具有优异的表面性能,广泛应用于医药、食品、农业、环境等领域。
随着经济的发展和人口的增加,人类对可持续发展和环保等问题的关注日益增强。
在这种背景下,研究绿色、环保、高效的合成方法和应用成为了当前领域的重点之一。
本文将介绍脂肪醇聚氧乙烯醚(5)磷酸酯盐的合成方法、性能化学分析与应用研究。
1.2 研究背景与意义随着经济快速发展和人口的持续增长,环境问题也越来越成为人们关注的焦点。
传统的化学合成方法往往会产生有毒废弃物和污染物等环境问题,严重影响生态环境和人类健康。
因此,绿色化学合成方法和绿色表面活性剂的研究成为了一种重要的趋势。
脂肪醇聚氧乙烯醚(5)磷酸酯盐是一种常用的表面活性剂,在工业和生活中都得到了广泛应用。
其优良的表面性能、良好的溶解性和低毒性等特点,使其在化妆品、洗涤剂、农业等领域得到了广泛的应用。
然而,合成脂肪醇聚氧乙烯醚(5)磷酸酯盐的传统方法常常需要使用有毒的化学试剂,产生一定的环境污染和安全风险。
因此,寻找一种无毒、环保的绿色合成方法,是当前脂肪醇聚氧乙烯醚(5)磷酸酯盐研究的热点。
异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成与应用

2 结果与讨论
液校正仪器 , 洗净电极 。称取012 g酸性磷酸酯于
100 mL烧杯中 , 以 30 mL 甲醇水溶液 ( 质量分数为 211 脂肪醇的选择
50 %) 溶解试样 ,加 3~5 滴甲基红指示剂 ,放入电极
脂肪醇的选择对合成磷酸酯的耐碱渗透性有很
及磁 力 搅 拌 棒 , 开 动 磁 力 搅 拌 器 , 用 011 molΠL 的 KOH 标准溶液滴定测量 ,并记录 KOH 标准溶液消 耗数及相应的 pH 值 。在 pH 值为 515 ~ 615 时有
1 实验部分
111 仪器与原料
ZD22 型电位滴定计 ;J TY210 电子天平 ;Datacolor 测色仪 ;JB902S 数字显示转速电动搅拌机 ;WMZK201 温度指示控制仪 ;秒表 ;标准帆布 。
C8 H17 ( EO) 4OH ; NaOH ; P2O5 。以上原料均为工 业品 。
渗透剂在纺织加工的许多工序中用途十分广 泛 。棉纺织品的前处理多数是湿加工 ,要使处理液 能均匀 、快速地分布或作用于织物内部 ,渗透剂是必 不可少的助剂 。前处理加工大多是在强碱浴中进 行 ,这就要求所用的渗透剂在强碱浴中仍能保持良 好的润湿渗透性 。要达到既能耐强碱 (200 gΠL) 又能 保持高效渗透的性能 ,普通的渗透剂 J FC 已不能满 足要求 ,必须寻求其他的耐强碱渗透剂 。
penetrative performance of phosphate
n (C8 H17 ( EO) 4OH) ∶n ( P2O5) ω(单酯) Πω(双酯)
2∶1
1152
渗透时间Πs 4
3∶1
1123
6
4∶1
0187
15
注 :异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的质量浓度为 10 gΠL 。
异辛醇磷酸酯的合成及对重碱助滤性能的研究

文章编号:1004-5422(2012)01-0008-03异辛醇磷酸酯的合成及对重碱助滤性能的研究毛逢银1,牛鑫超1,邱露2,王超1,李波1(1.四川理工学院材料与化学工程学院,四川自贡643000;2.成都大学生物产业学院,四川成都610106)摘要:以异辛醇和五氧化二磷为原料,合成异辛醇磷酸酯.实验结果表明:单酯的助滤性能较好,最佳单酯与碳酸氢钠的质量比为6.9ˑ10-5ʒ1;合成高含量单酯的最佳条件为,异辛醇与五氧化二磷的摩尔比为2.0ʒ1,反应时间为3h,反应温度为70ħ.关键词:异辛醇;五氧化二磷;磷酸酯;助虑性能中图分类号:TQ423.9文献标识码:A0引言目前,工业生产碳酸钠往往是将重碱(碳酸氢钠)溶液通过结晶、过滤、干燥、煅烧等工艺流程后制得,其中过滤所得滤饼含水率的高低直接影响后续干燥过程的能耗高低,而在滤浆中加入微量的助滤剂,可使滤饼含水率大为降低,从而降低了后续工序的能耗.异辛醇磷酸酯是一种重要的的阴离子表面活性剂,具有耐高温、耐酸、耐硬水、乳化分散性强、渗透性好等特点,在纺织工业中应用较为广泛,相关文献报道也较多[1].作为渗透剂,其在制革与陶瓷渗花中可以看到相关应用的报道[2,3],而将其作为重碱助滤剂的文献未见报道.一般而言,异辛醇磷酸酯的合成路线很多[4],本文选择原料易得的五氧化二磷作为磷酸化试剂,通过实验确定了将其作为重碱助滤剂的最佳酯化反应条件.1实验1.1试剂与仪器实验所用的主要试剂包括,五氧化二磷、异辛醇、氢氧化钾、碳酸氢钠均为分析纯.实验所用的仪器包括,三口烧瓶、回流冷凝管、电动搅拌器、温度计、真空泵、恒温水浴锅与电子分析天平.1.2实验原理和方法1.2.1酯化合成工艺.酯化合成工艺线路[5]为:在装有搅拌器和温度计的三颈烧瓶中加入一定量的异辛醇,分数次加入适量五氧化二磷,以防止其结块;安装回流冷凝管,然后将水浴锅温度升高到70ħ左右,反应2 5h,取样并测定产物中单双酯和游离磷酸含量.1.2.2助滤性能测试.选取5组产品研究摩尔比对产品的影响,准确称取磷酸酯约0.5g,精确至0.0001g各一份,溶于25.00mL无水乙醇中,用水稀释至500.00mL.(1)准确称取无水碳酸氢钠约40g,精确至0.0001g,于100mL烧杯中,共5份,取上述5组溶液10.00mL,定容到50.00mL,倒入烧杯中,搅拌均匀后放置1h,减压抽滤相同时间,取部分湿滤饼称重,40ħ下烘干到恒重,称量干滤饼重量,计算滤饼含水率.(2)选取同一组稀释好的磷酸酯溶液,分别取0 mL、10mL、20mL、30mL、40mL、50mL定容在5个50mL容量瓶中,准确称取无水碳酸氢钠约40g,精确至0.0001g,于100mL烧杯中,共5份,将溶液分别倒入5个烧杯中,搅拌均匀后放置1h,减压抽滤相同时间,取部分湿滤饼称重,40ħ下烘干到恒重,称量干滤饼重量,计算滤饼含水率.2结果与讨论2.1磷酸酯的合成2.1.1摩尔比对产品的影响.在反应温度为70ħ,反应时间为3h的条件下,改变原料异辛醇与五氧化二磷的摩尔配比,实验结果如图1所示.收稿日期:2011-12-29.作者简介:毛逢银(1966—),男,教授,从事表面活性剂的合成及应用研究.第1期毛逢银,等:异辛醇磷酸酯的合成及对重碱助滤性能的研究图1组分摩尔分率—原料配比曲线从图1可以看出,改变摩尔比对单酯含量影响不是很大,单酯先是随摩尔比的增大缓慢增大后又缓慢减少,但在摩尔比为2.0ʒ1的时候出现最大值;随着摩尔比的增大双酯含量逐渐增大,这是过量的异辛醇会与单酯继续酯化的结果,但单酯化速率稍小于双酯化速率,使得单酯含量在慢慢减少,最后单酯含量趋于平衡.2.1.2反应时间对产品的影响.在反应温度是70ħ,异辛醇与五氧化二磷的摩尔比为3.0ʒ1,各组分摩尔分率随反应时间的变化如图2所示.图2组分摩尔分数—反应时间曲线从图2可以看出,随着反应时间的进行,双酯含量逐渐降低,单酯含量逐渐升高.单酯含量逐渐上升,一方面是因为因为随着反应时间增长,单酯化反应进行得更彻底;另一方面是因为双酯发生部分水解.3h时后,单双酯含量达到稳定.另外,随着反应时间增加,产品黏度逐渐增大,颜色逐渐由棕色液体变为深棕色液体.2.1.3反应温度对产品的影响.在反应时间为3h,异辛醇与五氧化二磷的摩尔比为3.0ʒ1,不同反应温度对各组分摩尔分率的影响如图3所示.图3组分摩尔分数—反应温度曲线从图3可以看出,随着反应温度的增加,单酯含量逐渐升高,双酯含量逐渐降低.当反应温度达70ħ左右时,单酯含量达最大,并逐渐趋于稳定.但反应温度越高产物颜色越深,双酯含量随温度升高而降低,原因可能是温度越高,双酯变得不稳定,易发生水解反应的结果.2.2助滤性能测试2.2.1单双酯含量高低对助滤性能的影响.以研究摩尔比的5组样品按照1.2.2项中的步骤(1)所述处理,抽滤时间为1min,滤饼含水率与单双酯摩尔含量的关系如图4所示.图4滤饼含水率—单双酯含量曲线从图4可知,单酯含量高而双酯含量低有利于重碱的助滤.这可能是因为单酯比双酯亲水性强,从而使得水分更易与滤饼颗粒分离,更利于过滤.2.2.2单酯加入量对助滤性能的影响.按照1.2.2项中步骤(2)所示进行,测得抽滤时间分别为2min和30s的滤饼的含水率与单酯加入量的关系如图5所示.从图5可以看出,抽滤时间为2min和30s时,滤饼含水率随溶液加入量变化的变化趋势几乎一致,2条曲线几乎可以看作是一条曲线在纵坐标上的平移.明显地,加入量为20mL时,滤饼含水率最·9·成都大学学报(自然科学版)第31卷图5滤饼含水率—溶液加入量曲线小,加入量大于20mL 时,滤饼含水率趋于稳定,但加入量过大会影响滤饼的纯度.从本实验结果来分析,最佳的磷酸酯中单酯与碳酸氢钠的质量比为6.9ˑ10-5ʒ1.3结论从实验结果可以看出,反应时间、反应温度与物料配比,对异辛醇磷酸酯的产率及单双酯含量都有一定的影响.异辛醇磷酸单酯助滤效果较好,最佳的磷酸酯中单酯与碳酸氢钠的质量比为6.9ˑ10-5ʒ1.在此基础上,本研究确定获到较高含量的磷酸单酯的实验的最优工艺条件为:异辛醇和五氧化二磷的摩尔比为2.0ʒ1,反应时间为3h ,反应温度为70ħ.参考文献:[1]徐沛楷,李建军.辛醇磷酸酯的合成及应用[J ].精细化工,2001,18(4):187-188.[2]强西怀,乔永洛.异辛醇磷酸酯渗透剂的制备及在制革生产中的应用[J ].皮革化工,2003,21(2):24-27.[3]杨海波,林营.异辛醇磷酸酯的合成及在渗花工艺中的应用[J ].陶瓷,2005,32(3):21-23.[4]张济邦.膦酸酯类纺织助剂(一)[J ].印染,1993,19(2):42-44.[5]田欣,懂文增.烷基磷酸酯中单、双酯含量的测定[J ].印染助剂,2000,17(3):30-31.Research on Synthesis of Isooctyl Phosphate andFiltration Performance for Dense SodaMAO Fengyin 1,NIU Xinchao 1,QIU Lu 2,WANG Chao 1,LI Bo 1(1.School of Material and Chemical Engineering ,Sichuan University of Science and Engineering ,Zigong 643000,China ;2.School of Bioindustry ,Chengdu University ,Chengdu 610106,China )Abstract :Isooctanol and phosphoric anhydride were used as raw materials to synthesize the isooctyl phosphate.The experimental results show that monoester has better filtration performance ,the best ra-tio of monoester to sodium bicarbonate is 6.9ˑ10-5ʒ1.The optimum condition for synthesis with high content of monoester is that mole ratio of isooctanol to phosphoric anhydride is 2.0ʒ1and the reaction time is 3h at the temperature of 70ħ.Key words :isooctanol ;phosphoric anhydride ;phosphate ;filtration performance·01·。
磷酸酯表面活性剂系列

磷酸酯表面活性剂系列浏览原图发布时间:2011-3-7详细信息磷酸酯表面活性剂系列:xx磷酸酯表面活性剂--1脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯/盐:AEO-9 磷酸酯/AEO-9P/AEO-3 磷酸酯/AEO-3P/MOA-3P/MOA-9P(一)xx:Polyoxyethylene Laurylether Phosphate(二)化学名:月桂醇醚磷酸酯(三)化学式:RO(CH2O)n-PO(OH)2 和[RO(CH2O)n]2PO(OH)R:C=12-14n=3、9(四)产品特性:1.呈阴离子型,常与非离子、阴离子、两性离子复配。
2.具有优良的去污、乳化、分散、净洗、润湿、抗静电和防锈性能,具有较强的脱脂力。
3.稳定性好。
耐酸、耐碱、耐高温、耐硬水、耐无机盐。
4. xx于有机溶剂。
5.温和,对环境无害。
(五)技术指标:1.外观(25℃):常温下为无色至淡黄色透明粘稠的液体。
2.有效物(%):>98,03.PH值(10g/L、10%乙醇溶液):<3.0(六)用途与用量:1.用途:用于个人清洁产品中,如香波、浴液、洗面奶;用于家庭、工业硬表面清洁洗涤剂,如洁瓷产品、干洗剂、金属清洁防锈剂等;纺织印染工业作油剂、抗静电剂、渗透剂、煮炼剂和净洗剂;皮革工业作脱脂剂、匀染剂。
其他用途:造纸工业脱墨剂;有机磷农药乳化剂、电镀液添加剂,金属切削润滑剂、合成树脂、涂料的颜料分散剂等。
2.推荐用量:3-10%磷酸酯表面活性剂--2异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯OEP-98 CAS:68439-39-4.alpha.-(2-Ethylhexyl)-.omega.-hydroxypoly(oxy-1,2-ethanediyl) phosphates(二)化学名:异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯(三)产品性状1.外观无色至淡黄色稠状液体2.活性物含量296 %3.酸值(mgKOH/g) 260±504.比重 1.10-1.155. PH 值(1%) 2±0.5(四)产品特点本品渗透润湿性能优异,可用于各种日化产品中渗透剂、乳化剂、有良好的洗涤协同作用。
辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯合成的研究进展

辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯合成的研究进展王军(常州工程职业技术学院化工系,江苏常州213164)摘要:介绍了辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯(OP—4)的合成工艺,辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯(OP—4)是一类比较重要的磷酸酯。
合成磷酸酯常用的磷酸化试剂主要有:五氧化二磷、三氯化磷、三氯氧磷和聚磷酸(PPA)。
本文将介绍以三氯氧磷、五氧化二磷和聚磷酸(PPA)做为磷酸化试剂合成辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯(OPP—4)工艺条件。
关键词:辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯(OPP—4);辛基酚聚氧乙烯醚(OP—4);聚磷酸(PPA);三氯氧磷;五氧化二磷;合成Progress in the Synthesis ofoctylphenol polyoxyethylene etherphosphateWang Jun(Department of Chemical Engineering, Changzhou Engineering Institute, Changzhou 213164)Abstract: octyl phenol polyoxyethylene ether phosphate (OP-4) synthesis process, octyl phenol polyoxyethylene ether phosphate (OP-4) is arelatively important phosphate. Synthetic phosphate commonly used phosphorylating agents are: phosphorus pentoxide, phosphorus trichloride, phosphorus oxychloride and polyphosphoric acid (PPA). This article will introduce phosphorus oxychloride, phosphorus pentoxide and polyphosphoric acid (PPA) as a the phosphorylation reagents syntheticoctyl phenol polyoxyethylene ether phosphate (OPP-4) process conditions. Keywords: Synthesis of octyl phenol polyoxyethylene ether phosphate(OPP-4); octyl phenol polyoxyethylene ether (OP-4); poly phosphoric acid (PPA); phosphorus oxychloride; phosphorus pentoxide;前言烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯(OP—4)是磷酯类表面活性剂中重要的一类, 磷酸酯类表面活性剂是一种性能优良、在纺织、医药、食品、化妆品等行业中应用广泛的表面活性剂[1]。
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异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成及应用渗透剂在纺织工业中是一种能使液体迅速均匀渗透到纤维部的表面活性剂,应用于染整加工工序中,用途十分广泛。
棉纺织品的前处理多数是湿加工,要使处理液能均匀、快速地分布或作用于织物部,渗透剂是必不可少的助剂。
前处理的工作液大多是在强碱浴中进行的,这就要求所用的渗透剂在强碱浴中仍能保持良好的润湿渗透性,要达到能耐强碱200g/L仍保持高效渗透的性能,普通的渗透剂JFC已不能满足要求,必须寻求另外的耐强碱渗透剂。
磷酸酯具有较好的渗透性和耐碱性[1-4],文献[3-4]报道了辛醇磷酸酯的合成,但异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐的合成及应用方面的文献报道较少。
作者以异辛醇聚氧乙烯醚和P2O5为原料,通过考察反应温度、投料比、时间、P2O5投料方式等影响因素得到合成异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的优化工艺条件。
测试了异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯产品的单、双酯比例,结果表明:当合成的磷酸酯产品中的单酯含量较高时,产品的耐碱渗透性最好。
1. 实验部分1.1 仪器与原料ZD-2型电位滴定计; JTY-10电子天平;Datacolor测色仪;JB90-S数字显示转速电动搅拌机;WMZK-01温度指示控制仪;秒表;标准帆布。
C 8H17(EO)4OH; NaOH;P2O5;以上原料均为工业品。
1.2 合成原理1.2.1 合成原理P 2O5与含羟基的物料发生磷酸酯化反应,形成磷酸单酯(MAP)、磷酸双酯(DAP)、少量磷酸三酯和游离磷酸(AP)的混合物,以ROH代表羟基物料,反应式如下:聚酯在一定条件下可以水解为相应的单酯,单酯盐含有两个亲水基(活性基团),双酯盐含有一个亲水基团,故单酯盐比双酯盐的渗透性更有效,实际上使用的都是混合酯类。
P2O5是最常用的一种磷酸化试剂,它与C8H17(EO)4OH进行酯化反应可生成单酯、双酯和三酯的混合物。
投料比n(C8H17(EO)4OH):n(P2O5)在2:1与4:1之间,当配比在2:1时单酯多,配比在4:1时双酯多。
为了使合成的产品中有更多的单酯,本研究采用投料比n(C8H17(EO)4OH):n(P2O5)=2:1。
1.2.2 异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成工艺向装有温度计及温控装置、搅拌器的三口烧瓶投入称量好的异辛醇聚氧乙烯醚,在高速搅拌的情况下分批缓慢的加入P2O5,加料时间为2h,加完P2O5后,再缓慢升温到70℃,保温并连续反应4h后,加入定量的水再水解2h,完成磷酸酯的合成,取样,测酸值。
降温到50℃以下,根据测得的酸值结果,在50-70℃用烧碱溶液中和磷酸酯到PH=6~9,有效物含量的质量分数为60%,保温反应一段时间即得到产品。
1.3 性能测试1.3.1 磷酸酯单双酯含量的测定[5]采用电位滴定法,主要是利用磷酸的三步离解常数不同,其中和滴定曲线中有明显的三次突跃。
安装好电极,调节零点。
用磷酸二氢钾缓冲溶液校正仪器,洗净电极。
称取0.2g 酸性磷酸酯样品于100mL烧杯中,以30mL甲醇水溶液(质量分数为50%)溶解试样,加入甲基红指示剂3~5滴,放入电极及磁力搅拌棒,开动磁力搅拌器,用0.1mol/LKOH标准溶液滴定测量,并记录KOH标准溶液消耗数及相应的PH。
在PH为5.5~6.5时有第一次突跃,此时样品溶液颜色由红色变为黄色,KOH标准溶液的读数记为V1,然后加2滴酚酞指示剂,继续滴定,在PH为9~9.5时有第二次突跃,样品溶液颜色由黄色变为橙色,KOH标准溶液的读数记为V2,然后再加入10mL10%CaCl2溶液,使磷酸酯钾盐变为钙盐,溶液的PH由 9~9.5滴定到PH变为7,KOH标准溶液的读数记为V3,滴定完毕。
计算公式如下:MAP(单酯)=(2V2–V1–V3)/V1×100%DAP(双酯)=(2V1–V2)/V1×100%AP(磷酸)=(V3–V2)V1×100%1.3.2 耐碱性和渗透性的测试方法[1]配制一定浓度的碱溶液,采用32s×32s标准棉帆布沉降法计沉降时间的方法来测试耐碱渗透性能。
渗透时间越短,表明耐碱渗透性越好,反之,耐碱渗透性能越差。
1.3.3 毛效的测试方法 [6]按ZBW04019-90来测定织物毛效(cm/30min),毛效越高,表明织物吸湿性越好,反之,织物吸湿性不好。
1.3.4 白度的测试方法用Datacolor测色仪测试前处理后的织物CIE白度。
白度值越大,表明白度越好,反之,白度越差。
2 结果与讨论2.1 脂肪醇的选择脂肪醇的选择对合成的磷酸酯的耐碱渗透性有很大的影响,疏水基的分子量过大或过小,其渗透性都不好,且正构不如异构好,根据这一思路选择了几种不同结构的脂肪醇进行实验,结果见表1。
表1 不同脂肪醇的渗透时间表1结果表明,异辛醇的渗透力最好。
2.2 环氧乙烷加成量的选择一般来讲,增加亲水部分的环氧乙烷可提高渗透剂的耐碱性和浊点。
对聚氧乙烯醚类表面活性剂,当环氧乙烷的聚合度约为其疏水基的碳数的半数时具有较好的渗透性和润湿性,当环氧乙烷的聚合度大于其疏水基的碳数的半数时其润湿性增加而渗透性降低,当环氧乙烷的聚合度小于其疏水基的碳数的半数时其润湿性和渗透性均降低。
由于异辛醇的碳原子数为8,因此选用环氧乙烷聚合度为4。
2.3 反应参数的确定2.3.1 物料配比对产品性能的影响在酯化温度为70℃,酯化时间4h,烧碱质量浓度200g/L条件下,考察了n(C8H 17(EO)4OH)/n(P2O5)(物质的量比)对合成的磷酸酯的耐碱渗透性能的影响,结果见表2。
从表2中可以看出,当n(C8H17(EO)4OH)/n(P2O5)=2时,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯在烧碱质量浓度200g/L条件下的渗透时间最快。
据此把n(C8H17(EO)4OH)/n(P2O5)的物质的量的比值定为2。
表2 不同物料配比对合成的磷酸酯耐碱渗透性能的影响注:异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的用量为10g/L。
2.3.2 反应温度对产品性能的影响在n(C8H17(EO)4OH)/n(P2O5)=2,酯化时间4h,烧碱质量浓度200g/L条件下考察了反应温度分别在60℃、70℃、80℃条件下,温度对磷酸酯的耐碱渗透性的影响。
结果见表3。
表3 反应温度对合成的磷酸酯的耐碱渗透性的影响注:异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的用量为10 g/L。
从表3中可以看出,当反应温度在70 ℃时,合成的异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯在烧碱质量浓度200 g/L条件下的渗透时间和反应温度在80℃合成的异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的渗透时间一样,据此将反应温度定在70℃。
2.3.3 反应时间对产品性能的影响在n(C8H17(EO)4OH)/n(P2O5)=2,反应温度为70℃,烧碱质量浓度200g/L的条件下考察了反应时间对磷酸酯耐碱渗透性的影响,结果见表4。
表4 反应时间对合成的磷酸酯耐碱渗透性的影响注:异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的用量为10g/L。
从表4中可以看出,当反应时间在4 h,合成的异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯在烧碱质量浓度200g/L条件下的渗透时间和反应时间在5 h合成的异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯渗透时间一样,据此把反应时间定为4 h。
2.4 P2O5的加料方式以及搅拌速度对产品性能的影响P2O5极易吸潮结块,又因磷酸化反应属于放热反应,如果将P2O5粉末一次性加料,反应过于剧烈,甚至局部温度过高,使C8H17(EO)4OH被脱水碳化并将未反应的P2O5包裹于其中,阻碍了P2O5的继续反应。
当磷酸酯化反应结束后,在三口烧瓶的底部沉积有较多的棕黑色胶状物质,这主要也是由于初始物料投得太快,反应过于激烈脱水所致,当然也有生成多聚磷酸酯的可能,因此采用间歇式加料方式分批投P2O5。
搅拌速度的快慢对产品性能的影响也很大,搅拌速度低,投P2O5的时候,会致使P2O5不能均匀分散到反应体系中,将引起反应体系局部过热,反应物料脱水碳化,产物颜色变深,在投P2O5的过程中,搅拌速度在允许的情况下,速度高会对反应有好处。
综上所述,确定最佳反应条件为:在40℃强烈搅拌下,分批加入P2O5,原料的物质的量的比值为n(C8H17(EO)4OH)/n(P2O5)=2,酯化温度70℃,酯化时间4h。
在此反应条件下,所得产品异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐在质量浓度为200g/L的强烧碱溶液中的润湿渗透时间为4s。
3 应用富汉漂染和联益漂染在棉织物冷轧堆和煮漂一浴法汽蒸工艺中使用本方法合成的磷酸酯盐产品处理棉织物的应用情况如下。
3.1 织物16×16 10×10 108×48双经纬全棉帆布。
3.2 高位槽配方磷酸酯 9.0g/L; 精练剂 30.0g/L; 氢氧化钠 220g/L3.3 轧槽配方磷酸酯 3.0g/L; 精练剂10.0g/L; 氢氧化钠 80g/L3.4 氧漂配方双氧水 5.0g/L; 双氧水稳定剂 5.0g/L; 磷酸酯 2.0g/L; 氢氧化钠2.0g/L3.5 半制品性能测试结果如表5所示。
表5 半制品性能测试结果从表5可以看出:使用本方法合成的磷酸酯盐产品处理棉织物的去杂效果好,毛效在10cm/30min以上,半制品的质量良好,能满足后续染整加工的要求。
4 结论1)合成异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的优化反应条件:在强烈搅拌下,分批投入P2O5,加料时的温度不超过45℃,原料的物质的量的比值为n(C8H 17(EO)4OH)/n(P2O5)=2.5,酯化温度70℃,酯化时间4h,加入定量的水在温度70℃时再水解2h,完成磷酸酯的合成。
在50-70℃再用烧碱溶液中和磷酸酯到PH=7~9,有效物含量的质量分数为60%,保温反应一段时间即得到产品。
2)合成的异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐产品可以耐质量浓度为200g/L的烧碱溶液,最好的渗透时间只需4 s。
二○○九年九月。