季铵型阳离子蓖麻油加脂剂的制备及其加脂性...
加脂剂的研究进展
加脂剂的研究进展曲家乐;王全杰;殷景雨【摘要】加脂剂是一种非常重要的皮化材料,对于皮革性能有着极其重要的影响.本文综述了皮革加脂剂的发展现状,以及加脂剂的改性方法,介绍了一种制备皮革加脂剂的新型原料,展望了加脂剂今后的应用和发展前景.%Fatliquoring agent is a kind of very important leather chemical materials, for it has a significant effect on leather performance. This paper reviewed the leather fatliquoring agent development present situation and modification methods, and introduced a kind of new raw material for preparing leather fatliquoring agent. Finally, the future application and development prospect were predicted.【期刊名称】《皮革与化工》【年(卷),期】2012(029)005【总页数】4页(P28-31)【关键词】加脂剂;皮革;地沟油【作者】曲家乐;王全杰;殷景雨【作者单位】陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021;陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021; 烟台大学化工学院,山东烟台264005;烟台大学化工学院,山东烟台264005【正文语种】中文【中图分类】TS529.4皮革加脂剂是指能有效分散在皮纤维之间，以物理和化学结合的方式浸润、吸附、包缠在皮纤维上，明显改善皮纤维之间的摩擦阻力，使水分挥发后受到外力作用时皮纤维容易弯曲，革身柔软，有明显滋润作用的材料。
本文主要对加脂剂的改性方法进行全面的介绍，同时为加脂剂今后的研究提供参考。
季铵盐型阳离子加脂剂的合成优化
中
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皮
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Ｖ０１．３５
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ＮＯＶ．２００６
季铵盐型阳离子加脂剂的合成优化
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ Ａｍｍｏｎｉｕｍ
Ｓａｌｔ Ｃａｔｉｏｎｉｃ Ｆａｔｌｉｑｕｏｒ
能的皮革加脂材料，目前该类加脂剂主 要有两方面的应用特性‘．”ｒｌ。ｌ，其一是－－应．用－－ 于铬鞣前的油预处理，可加速铬盐的渗 透，使其分布均匀，而且革粒面细致、身
１－３・ｌ酯化反应
：Ｉ：作者简介：罗艳虹，女，１９６６年生，大学本科，讲师
・３７・
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成装置，在装有温度计的２５０ｍＬ的三 口烧瓶中加入摩尔比为１．Ｏ：１．０的油 酸和三乙醇胺，边搅拌边加热到６０℃ 左右，通入氮气保护，１０ｍｉｎ后加入一 定量的催化剂，然后升温至反应温度， 反应至预定时问即可。反应过程中一 直通人氮气保护。
和使用范围不断增加和扩大，并日益受 到人们的重视。
１ １．１
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龙腾电子称量仪器有Ｅ限ＳＪ公２０司５。 温度指示控制仪，ＷＭＺＫ一１０型， 上海医用仪表厂。
试验部分 主要药品
量翥雾箬蓼墅掣嘉戮里羔：一油酸，分析纯，西安市化学试剂一峰仪窦莩篙墓筹！耵一Ｔ型，金坛市华
起到分步多工序加脂的效果；其二是用 后期使用阳离子加脂剂，不仅能起到表 剂与阴离子染料的效果，对提高这些阴 油酸，分析纯，西安市化学试剂一
图４脂肪酸酯化产物的ＩＲ谱图
（收稿日期：２００６—０９—１１）
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蓖麻油水性聚氨酯树脂的合成与性能的研究
蓖麻油水性聚氨酯树脂的合成与性能的研究ΞQU J Q瞿金清,陈焕钦(华南理工大学化工所,广东广州510640)摘 要: 采用蓖麻油(C.O.)、聚醚(N 210)、二异氰酸甲苯酯(TDI )和二羟甲基丙酸(DMPA )反应合成了聚氨酯脲水分散液,研究了C.O./N 210的质量比、亲水单体含量、NCO/OH 摩尔比和NH/NCO 摩尔比对聚氨酯乳液及涂膜性能的影响,并应用傅立叶红外光谱仪(FT-IR )测定反应产物的结构。
研究发现C.O.可提高水性聚氨酯涂膜的物理机械性能和耐水性,当C.O./N 210的质量比为1∶1、NCO/OH 摩尔比为1.6∶1、DMPA 添加量为5.5%、NH 2/NCO 摩尔比为0.50∶1时合成的水性聚氨酯涂料具有较好的成膜性、较高的硬度、优异的附着力和较好的耐水、耐油性。
关键词: 水性聚氨酯;蓖麻油中图分类号:TQ630.1;S565.6 文献标识码:A 文章编号:0253-2417(2004)03-0078-05STUDIES ON SYN THESES AND PROPER TIES OF WA TERBORN EPOL YU RETHAN E RESIN FROM CASTOR O ILQU Jin 2qing ,CHEN Huan 2qin(Instit ute of Chem ical Engi neeri ng ,South Chi na U niversity of Technology ,Guangz hou 510640,Chi na )Abstract :Waterborne polyurethane (WPU )was prepared by the reaction of castor oil (C.O.)with polyether glycol (N 210),dimethoxypropionic acid (DMPA )and toluene diisocyanate (TDI ).The effects of mass ratio of castor oil ,N 210,DMPA content ,molar ratios of NCO to OH and NH 2/NCO on the properties were investigated.The structure of WPU was characterized by FT 2IR.It was found that mechanical properties and water resistance of WPU coating film were increased with addition of castor oil.At 1∶1-2mass ratio of castor oil to N 210,1.6molar ratio of NCO/OH ,5.5%DMPA content and 0.50molar ratio of NH 2/NCO ,the castor oil waterborne polyurethane has excellent film 2forming property ,high hardness ,good resistances to water and petrol ,and excellent adhesion to base materials.K ey w ords :waterborne polyurethane ;castor oil植物油及其脂肪酸是较重要的再生资源之一,它们被广泛应用于制备清漆、底漆和瓷漆等装饰涂料,然而这些涂料存在主要缺陷是挥发性有机化合物(VOC )含量较高,给环境带来污染。
酯交换季铵型阳离子大豆油表面活性剂的合成及物化性能研究
酯交换季铵型阳离子大豆油表面活性剂的合成及物化性能研究彭玉洁;崔元臣;刘巧茹【摘要】Ester-exchange quaternary ammonium cationic soybean oil surfactant is synthesized by soybean oil via ester-exchange,epoxidation and quaternary ammonium reaction. Study is carried out contrastly with the qua-ternary ammonium cationic surfactant and CTAB. The result reveals that ester-exchange quaternary ammonium cationic soybean oil surfactant can decrease the surface tension of water,and has lower micelle-forming concen-tration and better surface activity.%以大豆油为基本原料，经过酯交换、环氧化、季铵化一系列反应合成酯交换季铵型阳离子表面活性剂，研究它的物化性能，并与季铵型阳离子大豆油表面活性剂和广泛使用的CTAB进行对比，结果表明：经过酯交换合成的季铵型阳离子表面活性剂能较显著地降低水的表面张力，具有更低的临界胶束浓度。
【期刊名称】《平顶山学院学报》【年(卷),期】2016(031)002【总页数】4页(P46-49)【关键词】大豆油;酯交换;季铵型阳离子;表面活性剂【作者】彭玉洁;崔元臣;刘巧茹【作者单位】平顶山学院化学与环境工程学院，河南平顶山467099; 河南大学化学化工学院，河南开封475001;河南大学化学化工学院，河南开封475001;平顶山学院化学与环境工程学院，河南平顶山467099【正文语种】中文【中图分类】O647.2关于季铵型阳离子表面活性剂的合成方法及其性能研究，国内外已有较多报道[1-5]，合成方法主要是通过含有环氧基团的长链烷基化合物与叔胺发生季铵化反应.随着人们对季铵盐型阳离子表面活性剂的各种性能研究的不断深入，它在社会各个领域的应用会越来越广泛.季铵型阳离子表面活性剂因原料价格较高和生产工艺复杂而造成成本偏高，因此选取价格低的原料和使生产工艺简单化越来越受到研究者的重视 [6].本课题组曾以环氧豆油为原料与叔胺发生季铵化反应合成了一种新型季铵型阳离子大豆油表面活性剂，物化试验表明该表面活性剂具有较高的表面活性[7].为了降低油脂分子量，调整粒径分布，使原来的支链结构转化为直链结构，更有利于亲水性基团的结合，课题组在前期研究的基础上，通过酯交换、环氧化、季铵化等一系列反应，研究合成了一种酯交换季铵型阳离子大豆油，对其表面活性进行初步研究，并与未经酯交换的季铵型阳离子大豆油表面活性剂进行比较.1.1 主要药品与仪器主要试剂：大豆油 (工业级，碘值110)；甲醇、对甲苯磺酸为分析纯；甲酸(上海试剂一厂，88%，分析纯)；丙酮(天津市化学试剂一厂，化学纯)；三甲胺(上海试剂三厂，化学纯)；浓盐酸(山东莱阳精细化工厂，35%～37%，化学纯)；浓硫酸(山东莱阳精细化工厂，分析纯)；H2O2(天津凯通化学试剂有限公司，30%，化学纯)；有机溶剂(天津市化学试剂一厂，化学纯).主要仪器：有机合成制备仪一套；克氏烧瓶、克氏定氮仪；微量酸式滴定管；电子分析天平(上海精天仪器有限公司)；数字式微量压差测量仪(DMP-2B)(南京大学应用物理研究所)； AVATAR360FT-IR型红外光谱仪(美国Nicolet公司)；鼓泡装置一套；温度指示控制仪(WMZK-01)(上海医用仪表厂).1.2 合成过程1.2.1 大豆油的酯交换反应在装有冷凝管、搅拌器、温度计的三口烧瓶中先后加入大豆油和甲醇，豆油与甲醇的物质的量比为6 ，随后加入配好的KOH甲醇溶液，质量浓度为1.1% , KOH与油的质量比为100 ，60 ℃条件下反应2 h.反应结束后用对甲苯磺酸甲醇溶液将产物调成中性，然后减压蒸馏，除去未反应的甲醇.产物用蒸馏水洗涤3次，萃取出生成的游离甘油，所得大豆油脂肪酸甲酯为黄色油状液体，干燥后呈黄色透明状液体，备用[8].1.2.2 大豆油的环氧化反应在装有冷凝管、温度计、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶中，加入经过酯交换的豆油30 g，甲酸5.5 g，甲酸与豆油的质量比为100.在55 ℃温度下，用滴液漏斗滴加H2O2，时间控制2.5 h左右，H2O2与油的质量比大致为100 .滴加完毕后，升温至70 ℃左右，保温6 h.反应结束后，用5% NaOH调节溶液至中性，洗涤、干燥得浅黄色透明油状液体[9].1.2.3 环氧大豆油的季铵化反应在装有冷凝管、搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入一定量的环氧大豆油和相应配比的叔胺盐酸盐，再加入一定量的有机溶剂.混合物用叔胺调节pH值，控制反应时间和反应温度.反应完毕进行减压蒸馏，除去水和有机溶剂.冷却后，在分液漏斗中分层分离，得到含有季铵型阳离子大豆油的混合物.产品为均一黄色透明液体. 1.3 检测1.3.1 酯交换季铵型阳离子大豆油表面活性剂的检测溴酚蓝法：调节1%试样水溶液的pH值至7，加2～5滴试样溶液于10 mL 0.1%溴酚蓝乙醇(96%)溶液中.若呈深蓝色，表示有阳离子表面活性剂存在[10].将大豆油进行酯交换、环氧化反应生成的酯交换环氧化大豆油，进行干燥后做红外光谱图.用克氏定氮法[11]来测定提纯样品的含氮量，将干燥好的样品经消化，定容，蒸馏，滴定，代入公式计算含氮量.其中，A：滴定样品消耗的盐酸溶液体积(mL)；B：滴定空白消耗盐酸溶液体积(mL)；C：未稀释样品的体积(mL)；c：盐酸的浓度(mol/L).1.3.2 季铵型阳离子大豆油表面活性剂的物化性能检测采用鼓泡法在一定温度下测量样品及其水溶液的表面张力[12].根据γ-lgc曲线确定表面活性剂的临界胶束浓度cmc及这一浓度下的表面张力γcmc.2.1 季铵型阳离子豆油的反应原理与过程豆油中的主要成分为油酸和亚油酸.经过酯交换后，降低了碳链长度，有利于加脂剂的渗透.环氧化时，H2O2在甲酸作用下与不饱和脂肪酸中碳碳双键发生反应，生成含有环氧基团的化合物.其中环氧基团再与三甲胺盐酸盐反应生成季铵型阳离子大豆油[13].其主要反应过程如下：2.2 酯交换季铵型阳离子大豆油的结构表征用溴酚蓝法检验试样呈深蓝色，证明有阳离子表面活性剂存在，表明有目标产物生成.将样品提纯后干燥，作红外谱图，大豆油及酯交换环氧化大豆油的红外谱图见图1、图2.由图1可知： 1 743.63 cm-1是酯键中的伸缩振动峰； 3 008.47 cm-1为烯类的—C—H 的伸缩振动吸收峰；2 925.01 cm-1、2 854.40 cm-1是—CH3、—CH2的—C—H的伸缩振动吸收峰；1 654.83 cm-1是烯类的伸缩振动峰；1 239.83 cm-1、1 163.09 cm-1、1 101.56 cm-1为酯键的C—O—C伸缩振动吸收峰，其中1 163.09 cm-1处吸收率最高；722 cm-1为碳骨架—(CH2)n的振动吸收峰.图2与图1对比，酯交换环氧化大豆油的红外谱图中，在843.83 cm-1处出现环氧键逆对称的伸缩振动峰，而3 008.47 cm-1、1 654.83 cm-1[14]处的双键振动吸收峰消失，说明生成了我们所要的中间产物环氧大豆油.综合考虑可判定有目标产物生成.2.3 酯交换季铵型阳离子大豆油表面活性剂的氮含量与表面张力的对比环氧油分子中不含有氮元素，通过季铵化反应，豆油中的环氧键断裂引入氮原子，所以产品的含氮量可以表明季铵化反应的程度.在固定反应温度60 ℃，时间3 h，pH值为8～9，合成出不同摩尔配比的一系列表面活性剂.分别测定其氮含量与表面张力(28 ℃)，其结果如图3所示.由图3可知：其他条件不变，当酯交换环氧豆油与叔胺盐的摩尔配比为0.5时，样品的氮含量最高，而未经酯交换的最高含氮量为1.说明经过酯交换后，分子由支链变为直链，在叔胺进攻环氧键时，由于空间位阻减小，季铵化反应更容易进行，所需叔胺盐的量减少.在样品的含氮量最高时，其液体的表面张力最小.因为当样品的含氮量最高时，其液体中的阳离子表面活性剂含量最高，其浓度大，因此它的表面张力最低.2.4 酯交换季铵型阳离子大豆油表面活性剂的表面活性测定表面活性剂的表面活性强弱可用cmc 和γcmc来衡量.实验用水为蒸馏水，用鼓泡法测定表面张力，测定温度为26 ℃.测定结果如图4和表1所示.从图4可以看出：酯交换阳离子大豆油表面活性剂的cmc为1.29×10-5mol/L,γcmc为44.4 mN/m，说明酯交换阳离子大豆油能较好地降低水的表面张力，有较好的表面活性.由表1可知：未经酯交换及经酯交换的季铵型阳离子表面活性剂都具有较好的表面活性，但是经过酯交换的阳离子表面活性剂具有更低的临界胶束浓度以及更好的表面活性.这是由于经过酯交换反应以后，分子结构由支链变为直链，空间位阻小，环氧化与季铵化反应更容易进行，亲水基团容易暴露，因此具有更低的临界胶束浓度，更好的表面活性.在给定的实验条件下，以工业级的大豆油为原料，经过酯交换、环氧化、季铵化反应合成季铵型阳离子大豆油表面活性剂，对其反应条件进行了优化，测定其表面活性，并与广泛使用的CTAB进行对比.实验结果表明：合成的季铵型阳离子表面活性剂具有较好的表面活性，其临界胶束浓度均比CTAB的低，且经酯交换后合成的季铵型阳离子表面活性剂具有更低的临界胶束浓度.此工作为其今后的应用提供良好的理论数据，该种表面活性剂的合成工艺简单，操作方便，成本较低，有良好的应用前景.【相关文献】[1]张颖，陶玉钢，毛培坤.聚氧乙烯型阳离子表面活性剂的合成与表面性质的研究[J]．日用化学工业, 2002,32(5)：8-10.[2]姜蓉,赵剑曦.两种联接链的季铵盐Gemini表面活性剂水溶液流变行为[J].物理化学学报, 2003, 19(8): 766-769.[3]杜态毅,游毅,姜蓉，等.含对苯氧基联接链的羧酸盐Gemini表面活性剂合成及胶团化特性[J].高等学校化学学报, 2003, 24(11): 2056-2059.[4]徐群,曹明丽,马文辉，等.非对称双子季铵盐表面活性剂的合成及性能[J].日用化学工业, 2003, 34(5): 280-282.[5]徐晓明,吴章锋,张春艳，等.动态光散射法研究季铵盐Gemini表面活性剂的胶团化行为[J].化学学报,2004,62(19):1889-1893.[6]腾晓旭,马威,张淑芬.季铵型阳离子聚丙烯酰胺的无盐染色行为[J].化工进展, 2010, 29(3)：563-568．[7]彭玉洁，赵永丽，崔元臣.新型季铵型阳离子表面活性剂的合成及性能[J]．化学研究, 2004,15(4)：43-45.[8]邬国英, 巫淼鑫, 林西平，等.植物油制备生物柴油[J].江苏石油化工学院学报, 2002(3): 8-11.[9]崔元臣，郭文杰.棉籽油的环氧化研究[J], 河南化工, 1994(4):7-9.[10]郭祥峰,贾丽华.阳离子表面活性剂及应用[M].北京:化学工业出版社, 2002：135.[11]袁玉荪, 朱婉华, 陈均辉.生物化学实验[M].北京：高等教育出版社, 1988：54.[12]罗澄源.物理化学实验[M].3版.北京：高等教育出版社,1991：219-223.[13]池田功，崔正刚．新型Gemini阳离子表面活性剂的合成和性能(Ⅰ)[J].日用化学工业，2001,31(3):27-30.[14]薛奇.高分子结构中的光谱方法[M].北京：科学出版社, 2011：33-34.。
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第33卷第4期河南大学学报(自然科学版)V ol.33 N o.4 2003年12月Journal of Henan University(Natural Science)Dec.2003季铵型阳离子蓖麻油加脂剂的制备及其加脂性能赵永丽,崔元臣3,程鹏飞(河南大学化学化工学院,河南开封475001)摘 要:以蓖麻油、ET A为原料,通过醚化反应合成季铵型阳离子蓖麻油,以此为主要成分复配成阳离子加脂剂,通过含氮量及加脂量的测定,分析表明:此类加脂剂是一种多功能阳离子加脂剂,同时兼加脂和固色作用1关键词:季铵型阳离子蓖麻油;ET A;含氮量;加脂剂中图分类号:TS52 文献标识码:A文章编号:1003-4978(2003)04-0062-04Preparation and F atliquoring Property Characterization ofQ uaternary Ammonium C ationic C astor OilZH AO Y ong2li,C UI Y uan2chen3,CHE NG Peng2fei(College o f Chemistry and Chemical Engineering,H enan Univer sity,Kaifeng475001,H enan China)Abstract:Quaternary Amm onium Cationic Castor Oil was synthesized from Quaternary Amm onium salt(ET A)and Castor Oil.As the main ingredient,the Cationic fatliquor was recombinated,And fatliquoring property characterization was studied preliminarily by measuring the quality of Nitrogen and fat2liquored quality.This fatliquor has shown that the excellent properties of fatliquoring and dying for the leather.K ey w ords:quaternary amm onium cationic castor2oil;ET A;quality of Nitrogen;fatliquor0 引言加脂剂是三大类皮革化工材料之一,它在制革工业中用量最多1阳离子加脂剂是加脂剂的一类,因其独特的加脂性能越来越受到重视[1]:用于铬鞣前的油预鞣处理,可促进铬液的渗透和均匀分布,使成革粒面细致、革身丰满,并使皮革的分步加脂成为可能;用于二次加脂时,可促使其与革的结合和固定,降低废液中油脂、染料的残留量,而且可使粒面油润性更强,色泽更加纯正,绒面革的丝光感更佳1国外对阳离子加脂剂的研究较早[2],如德国赫斯特公司生产的Lipamin LiquorS O、拜耳公司生产的Z iphiror等[3,4]已广泛应用于工业生产中1国内早期的阳离子加脂剂大都采用1631型表面活性剂乳化氯代烃,产品无动、植物油成分,油润性较差,价格较高,但近年来也有一些性能较好的产品问世如CS-2[5]、CF[6]等1蓖麻油是一种天然植物资源1以蓖麻油为原料制备皮革加脂剂早有报道,如硫酸化蓖麻油、磷酸化蓖麻油等至今在制革行业仍大量使用,但它们都是阴离子型皮革加脂剂1以蓖麻油为原料制备季铵型阳离子皮革加脂剂至今未见报道1由文献[7]可知能与复鞣剂的要求相融合、少污染、能降解的多功能型阳离子加脂剂有广阔的发展前景1本文拟以蓖麻油、ET A为原料,通过醚化反应合成季铵型阳离子蓖麻油,以此为主要成分复配成阳离子加脂剂,并对其加脂性能进行初步探讨11 实验部分1.1 主要药品及仪器蓖麻油、乳化剂、非离子表面活性剂为化学纯;ET A、液体氯化石蜡为工业级1 收稿日期:2003207215 作者简介:赵永丽(1974-),女,河南开封人,2001级硕士研究生13通讯联系人:崔元臣(1955-),男,教授;E2mail:yccui@ .DHT 型搅拌恒温电热套,S7401型电动搅拌机调速器,克氏烧瓶,克氏定氮仪,微量酸式滴定管一套,索氏提取器,有机合成制备仪一套,AVAT AR 360FT -IR 型红外光谱仪11.2 合成1.2.1 季铵型阳离子蓖麻油的合成在装有搅拌装置、通氮气装置及温度计的四口烧瓶中加入定量蓖麻油、用乳化剂在合适的温度下充分乳化,将适量ET A 用水溶解,滴加完毕后缓慢升温至一定温度,保温反应数小时,冷却得含有季铵型阳离子蓖麻油的混合物1产品为均一浅黄色浆状物11.2.2 季铵型阳离子蓖麻油加脂剂的复配将上述浅黄色混合物加热至一定温度,按比例与液体氯化石蜡复配,充分搅拌再加入定量热水(40-50℃),用稀醋酸(V 冰醋酸∶V 水=1∶1)调节PH 值,加入非离子表面活性剂,充分搅拌,自然冷却得乳白色均一膏状物即为阳离子加脂剂11.3 检测1.3.1 阳离子蓖麻油的检测将含有阳离子蓖麻油的混合物提纯后干燥,用涂膜法在红外光谱仪上做IR 谱图1用克氏定氮法[8]来测定提纯样品的含氮量,将干燥好的样品经消化、定容、蒸馏、滴定,带入公式计算含氮量含氮量(%)=(A -B )×c ×14.008×100CA :滴定样品消耗的盐酸溶液毫升数B :滴定空白消耗的盐酸溶液毫升数c :相当于未稀释样品的毫升数C :盐酸的浓度(以m ol/L 计)1.3.2 加脂剂的性能检测[9](1)乳液稳定性能测定称取配制好的加脂剂稀释成质量百分比浓度为10%的水溶液,放置24h ,观察乳液是否分相,如不分相,其乳液稳定性好1(2)加脂量测定鞣制的蓝湿革置于通风处晾干,准确称质量为m 1,将它浸入已配制好的10%加脂剂水溶液中,在60℃浸泡2h ,中间每隔一定时间搅拌一次,2h 后取出,擦干皮革表面液体,晾干24h 后,称质量m 2,并将此皮革放入索氏提取器中,用氯仿萃取1h ,取出晾干(24h )再称质量m 3,其加脂量计算公式:加脂量(质量分数,%)=m 2-m 3m 1×100% 考察不同条件对加脂的影响,必须在同一温度、湿度条件下测定,以免影响其准确性12 结果与讨论2.1 季铵型阳离子蓖麻油的反应原理及合成蓖麻油的主成分为蓖麻油三酸甘油酯,其分子中含有三个活性仲羟基,ET A 是一种含有环氧基的季铵盐,在催化剂的作用下环氧键断裂与羟基发生醚化反应,使蓖麻油的脂肪链引入带正电荷的季铵基团,而消耗大分子上的一个羟基的同时又引入一个羟基,提高了油脂分子与皮纤维的结合力1其反应式可表示为:Oil 代表蓖麻油分子,R 1、R 为烷基基团赵永丽,等:季铵型阳离子蓖麻油加脂剂的制备及其加脂性能63 由优化反应实验可知,影响该反应的因素很多,例如反应物的质量配比、反应温度、升温方式、搅拌速度等1如在氮气保护下,固定蓖麻油的质量,样品含氮量随ET A 的质量的增加而增加,但有一极值1此醚化反应为放热反应,如升温太快因体系粘度大来不及散热,易发生冲料现象,所以应缓慢升温1搅拌速度的大小影响乳液粒子的粒径大小,作为加脂剂的乳液粒子的粒径一般在0.05～6μm 为宜,过小或过大都会影响加脂效果12.2 季铵型阳离子蓖麻油的结构表征由优化反应得到的季铵型阳离子蓖麻油,做红外谱图,并与蓖麻油的红外谱图做对比见图11图1 蓖麻油和季铵型阳离子蓖麻油的红外谱图Fig.1 IR spectrum o f castor oil and qu aternary ammonium cationic castor oila 代表蓖麻油b 代表季铵型阳离子蓖麻油a -castor oilb -quaternary amm onium cationic castor oil由图1可知,季铵型阳离子蓖麻油的红外谱图在1166.96cm -1处有—c —o —c —反对称伸缩醚基吸收峰,由此判断有目标产物的生成1在1500～1600cm -1范围内有羧酸盐的吸收峰,可能是因为在反应过程中蓖麻油三酸甘油酯部分发生水解所致12.3 季铵型阳离子蓖麻油的含氮量的测定及加脂性能对比研究蓖麻油的主成分中不含氮元素,ET A 是一种季铵盐,通过醚化反应在蓖麻油三酸甘油酯分子上引入氮元素,所以通过对氮含量的测定,以表明在油脂大分子上引入所要功能基团的程度1季铵型蓖麻油是一种阳离子表面活性剂,在复配中作为加脂剂中的活性物,其含量越高,加脂性能应该越优越1在优化反应实验中筛选出一系列样品,测它们的含氮量及对应的加脂量,结果如表1所示1表1 阳离子蓖麻油的含氮量及加脂量的对比T able 1 contrast of Nitrogen qu ality and fat -liquored qu ality of cationic castor oil样品编号氮气保护a b c d e 无氮气保护f g h 含氮量(%)0.82230.87980.90760.9151 1.081 1.266 1.061 1.194加脂量(%)13.316.518.219.821.17.514.516.7 由表1可知:在氮气保护的反应条件下,样品的含氮量越高,在同样条件下复配出的加脂剂加脂量越高;在无氮气保护的条件下含氮量高时加脂量低且无规律1原因可能是在高温无氮气保护时对加脂无效的副反应的增多所致12.4 季铵型阳离子蓖麻油加脂剂的复配及加脂性能的对比研究蓖麻油的H LB 值为14,欲制备O/W 型的乳液,所选择乳化剂的合适H LB 值范围应该在(12～15)1为达到良好的乳液稳定性,我们用不同的非离子表面活性剂来复配1复配过程为:取5克样品于小烧杯中,在50℃的温度下充分搅拌,滴加40℃～50℃的水3ml ,调pH 值,加入不同种类及质量的非离子表面活性剂,搅匀自然冷却即成1稀释为10%的水乳液,观察其稳定性1我们对非离子表面活性剂进行筛选,用OP -10、聚64 河南大学学报(自然科学版),2003年,第33卷第4期乙二醇-400、T ween -20、T ween -40等进行复配1除T ween -20性能较好外,其余稳定性能均不好1用T ween -20复配(加脂剂A 、B 、C 、D 、E 对应于季铵型蓖麻油a 、b 、c 、d 、e ),结果如表2所示1表2 同种配方对不同加脂剂性能的影响T able 2 E ffect of the same prescription to different fatliquors property ch aracterization样品型号A B C D E 加脂剂状态乳白色均一膏状物分层明显分层轻微分层乳白色均一膏状物加脂革外观革身僵硬,表面干枯较柔软,表面干枯较柔软革身柔软革身柔软,表面较油润加脂量/%13.316.518.219.821.1 从表2可以看出,含氮量大的样品,在同样条件下复配出的阳离子加脂剂活性物含量高,加脂量越大,加脂后革的柔软效果好1改变T ween -20的用量,其它条件不变,对性能好的样品E 进行复配,,并与T J -1阳离子加脂剂(市售)性能进行对比,结果如表3所示1表3 T ween -20的用量对加脂剂性能的影响T able 3 E ffect of qu ality of Tw een -20to fatliquors property ch aracterization样品型号C A -1C A -2C A -3W T ween -20/g0.190.380.57T J -1(市售)加脂剂外观乳白色均一状乳白色均一状乳白色均一状乳白色均一状加脂过程中溶液状态破乳较早,有沉淀破乳较早,有沉淀均一乳状液均一乳状液加脂后革外观柔软,表面较油润柔软,表面较油润柔软,表面油润,色泽深柔软,表面油润,色泽较浅加脂量/%21.122.824.424.6 从表3可知:在用不同质量的T ween -20复配出的加脂剂与T J -1加脂剂的对比实验中,C A -3与T J -1加脂量相当,加脂后革的柔软性及油润性近似,但用T J -1加脂剂加脂后革色泽较浅,其固色作用不如C A -313 结论在给定的反应条件下蓖麻油与ET A 发生醚化反应,合成了季铵型阳离子蓖麻油,以此为主要成分复配得到了阳离子加脂剂1通过含氮量及加脂量的对比研究表明:此种加脂剂是一种新型的多功能阳离子皮革加脂剂,同时兼加脂和固色的功能,在加脂方面与市售的T J -1相当,但在固色方面更优越,经过进一步的优化改进后将会有良好的应用前景1参考文献:[1]Li zheng hui.F ormulation of C o -cationic fatliquor for leather and determination of its properties[J ].Leather Chemicals ,1999(6):12～14.[2]John F.Olin.3-(Alkylmercapto )-2-hydroxypropyl quaternary amm onium halides[P].U.S.2548679.Apr 10,1951.[3]胡金杰.2001～2002国外制革化工材料新品[J ].中国皮革,2002,(9):47.[4]马建中.制革整饰材料化学[M].北京:中国轻工业出版社,1998:2.[5]沈一丁,李旭华.阳离子羊毛脂加脂剂的制备及应用[J ].中国皮革,2002(3):1～3.[6]强西怀,张友恭,徐学诚.CF 阳离子加脂剂的制备工艺研究[J ].中国皮革,1997(8):15～17.[7]崔元臣,赵永丽.阳离子皮革加脂剂的研制及应用进展[J 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