脂肪醇聚氧乙烯_5_醚磺基琥珀酸单酯二钠盐的合成与性能研究

JYZ - 200 型自 动张 力仪 ; WH 2 型蜗 旋 混合 仪; 电导率仪; 罗式泡沫仪 1 2 合成反应原理
脂肪醇聚氧乙烯( 5) 醚磺基琥珀酸单酯二钠盐的 合成反应分为酯化反应和磺化反应两步完成, 其合成 反应式为:
作者简介: 张跃军, 男, 1959 年生, 1989 年 12 月毕业于华东工学院, 教授。地 址: 南京孝陵卫 200 号, 南京理工大学化工学院( 210094) 李喜敏, 1975 年生, 1999 年毕业于南京理工大学。地 址: 南京红太阳集团。 曲文超, 1970 年生, 1992 年毕业于华东工学院, 工程师。地 址: 南京孝陵卫 200 号, 南京理工大学化学院( 210094)。
WH- 2 型蜗 旋混 合仪 上振 动 1min, 静置 并开 始计 时, 直到小试管下部分出的水层至 1 0mL 刻度线时
为止。时间越长, 乳化性能越好。
2 结果与讨论 2 1 合成实验结果
参考文献[1 ] [2] , 将酯化反应醚酐投料比、温度和 时间、磺化反应磺化剂的投料量、温度和时间选为考
察因素, 其余因素取定值。对酯化反应首先考察: 当
脂肪醇聚 氧乙烯 醚磺基 琥珀酸 单酯二 钠盐
( Diso dium Alky l Poly ox yet hy lene Et her Sulfosuc cinat e, 简称 AESS) 的结构式为:
R O ( C 2H 4 O ) n CO CH 2 CH ( SO 3N a) COO N a 其分子中的亲水基团由两个阴离子基团- SO 3N a 和- CO O N a, 及一个 非离 子 基团 - ( C2H4 O ) n - 组 成, 因而这种表面活性剂具备了非离子表面活性剂和 阴离子表面活性剂的双重表面化学性能, 具有优良的 洗涤、乳化、分散、润湿和增溶等性能。脂肪醇聚氧
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1999 年 8 月
张跃军 李喜敏 曲文超: 脂肪醇聚氧乙烯( 5) 醚 磺基琥珀酸单酯二钠盐的合成与性能研究
合成成性能
O
O
O
CH ! C
RO( C 2H 4 O) 5 H+
O ∀RO( C 2H 4O) 5 ! CCH CHCOH
( 1)
CH ! C
O
O
O
O
O
RO( C 2H 4O) 5 ! CCH CHCOH+ Na 2 SO 3 ∀ RO( C 2H 4 O) 5 ! CCH 2 ! CHCONa
乙烯( 5) 醚磺基琥珀酸单酯二钠盐( AESS5) 是这类表 面活性剂的一种, 它既保持了原料脂肪醇聚氧乙烯 ( 5) 醚在去污和配伍等方面的优良性能, 又对原料的 溶解性、增溶性、钙皂分散性等方面有明显改善。特 别是对皮肤和眼睛非常温和, 刺激性极小, 可广泛用 于香波、浴液和化妆品等日用化工产品及其它工业产 品中。
酯化温度为 110 时不同的醚酐投料比为 1 1 10、 1 1 05、 1 1 00( mol / mol) 情况下投料比对酯化反 应的影响( 见图 1) , 进一步在上述过程中选出的较佳 醚酐投料比条件下, 研究温度分别为 120 、110 、 100 时温度对酯化反应影响的情况( 见图 2) 。对磺 化反应首先考察: 当磺化温度为 80 时顺酐与亚硫 酸钠摩尔投料比分别为 1 1 10、1 1 05、1 1 00 三种条件下投料比对磺化反应影响情况( 见图 3) ; 进 一步在上述过程中选出的较佳磺化投料比条件下, 研 究磺化温度分别为 100 、80 、60 时磺化温度对 磺化反应的影响情况( 见图 4) 。具体如下:
1 实验 1 1 原料试剂和分析仪器
1 1 1 原料及试剂
脂肪醇聚氧乙烯( 5) 醚, 工业级, 江苏海安石油 化工厂; 顺丁烯二酸酐, 分析纯, 上海试剂三厂; 无 水亚硫酸钠, 分析纯, 南京化学试剂厂; 催化剂( 复 合有机酸) , 自制; 十二烷基苯磺酸钠, 分析纯, 上 海化学试剂采购供应站经销; 十二烷基硫酸钠, 分析 纯, 宜兴市瑞运化工有限公司; 脂肪醇聚氧乙烯( 3) 醚磺基琥珀酸单酯二钠盐, 自制。 1 1 2 分析仪器
( 2)
SO3H AESS5
酯化反应选用成本低、催化效果好的自制 ZS- 1 复合有机酸催化剂。酯化反应时原料顺酐开环, 与含
羟基化合物酯化生成马来酸单酯, 而后酯化反应产物 以亚硫酸钠为催化剂进行亲电加成反应, 生成相应的
磺化产物单酯二处理后, 对原料脂
我国对脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠盐
的开发始于 80 年代末期。目前国内对这类表面活性 剂的研究仅限于乙氧基数为 3 和 9 的 A ESS[1 ] [2 ] , 即 AESS 3 和 AESS9, 在品种 和数 量上 远不 及国 外产 品, 部分产品需进口才能满足国内需要。本文利用国
产原料脂肪醇聚 氧乙烯( 5) 醚, 对 AE SS 5 的合成条 件进行优化研究, 得到了较佳合成工艺条件, 并对其 主要的表面化学性能进行了测定, 为指导和开拓其实 际应用打下基础。
合成与性能
日用化学品科学 DETERGENT & COSMETICS
第 4 期( 总第 107 期) 1999 年 8 月
脂肪醇聚氧乙烯( 5) 醚磺基琥珀酸单酯二钠盐的合成与性能研究
张跃军 李喜敏 曲文超
摘 要 考察了脂肪醇聚氧乙烯( 5) 醚磺基琥珀酸单酯二钠盐 的合成工艺条件, 并 测定其表面化学性 能。得到了如下较 佳合 成工艺条件: 醚酐摩尔投料比 1 1 05, 酯化反应温度为 110 , 反应时 间为 4 0h; 顺酐与亚硫酸钠的摩尔投料比为 1 1 05, 磺 化反应温度为 80 , 反应时间 为 2 0h, 整个反应在氮气保护条 件下进行。最终产物 得率大于 96 0% 。 测定得到其主要表 面化学 性能为: 临界表面张力为 32 9Nm- 1 10- 3, 临界胶束浓度为 3 98molL- 1 10- 4 , 钙皂分散力 LSDP 为 32% , 乳化力为 5 22min, 去 污力为 45s, 泡沫力为 180 / 175mm。
图 1 不同料比时酯化率随时间的变化 ( 温度为 110 )
图 2 不同温度时酯化率随时间的变化 ( 料比为 1 1 05)
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合成与性能
日用化学品科学
1999 年第 4 期
图 3 不同料比时磺化率随时间的变化 ( 温度为 80 )
2 2 酯化反应的影响因素及较佳条件的确定
由图 1~ 2 可知, 酯化反应随料比中顺酐量的增 加, 反应温度的提高, 反应的酯化率起始值较高, 并 在一定时间内达到的酯化率较高。但是顺酐量的增加 带来的副作用是增加了产物中的杂质含量和磺化反应
Zhang Yuejun Li Ximin Qu Wenchao
Abstract: The synthetic conditions and surfactivities of disodium alkyl polyoxyethylene( 5) ether sulfosuccinate were investigated in this paper. The optimum reaction conditions are as follows: the raw material ratio of maleic anhydride to alkyl polyoxyethylene( 5) ether for esterification is 1 1 05 ( mol / mol) , reaction temperature of esterification is 110 , reaction time of esterification is 4 0h. The ratio of maleic anhydride to sodium sulfite for sulfonation is 1 1 05( mol / mol) , reaction temperature of sulfonation is 80 , reaction time of sul fonation is 2 0h. The yield of disodium alkyl polyoxyethylene( 5) ether sulfosuccinate is more than 96 0% . The main surface chemical properties are as follows: the critical surface tension 32 9Nm- 1 10- 3, the critical micelle concentration 3 98molL- 1 10- 4, the dispersibil ity LDSP32% , the emulsifying ability 5 22min, the detersive power45s, the foamability 180 / 175mm.
关键词 阴离子表面活性剂 脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单 酯二钠盐 脂肪醇 聚氧乙烯( 5) 醚磺 基琥珀酸单酯二钠 盐 顺 酐 合成 表面活性
Study on the Synthesis and Properties of Disodium Alkyl Polyoxyethylene( 5) Ether Sulfosuccinate
肪醇聚氧乙烯( 5) 醚中乙氧基加合数进行测定。采用 薄层色谱分析法[ 3] , 对其组分进行定性分析; 利用乙 酰法[4] 对其羟值进行定量分析, 通过计算得到脂肪醇
聚氧乙烯( 5) 醚的测量平均分子量为 428( 理论计算值 为 428) 。实验步骤: 酯化反应在配有搅拌和控温装
置和 250mL 四口烧瓶中进行, 依次将醇醚、顺酐和
1 4 酯化率、磺化率分析方法 参考工业用邻苯二甲酸酯类的检验方法[5 ] , 以标
准氢氧化钠溶液测定体系的酸值, 进而计算酯化率,