1. 研究目的与意义
作为胶黏剂常用乳化剂的烷基酚聚氧乙烯醚(APEO),性能非常好,APEO以壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)最多,占APEO的80%以上.其次是辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO),占15%以上.十二烷基聚氧乙烯醚(DPEO)和二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)各占1%左右。[1] 但APEO对环境的危害已经被广泛的研究和论证,在生态上的影响可以概括成以下四个方面:毒性、生物降解性、环境激素、在生产过程中产生有害副产物。
本课题研究α-苯基辛基醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二钠盐的优质合成路线与应用,是无APEO系列表面活性剂。该化合物为磺基琥珀酸酯盐系列表面活性剂,主要探索该类表面活性剂最优合成路线与表面性能。概括和总结磺基琥珀酸酯盐合成技术研究进展,分析和探讨这类表面活性剂结构与性能研究的现状和应用开发前景,对指导我们开发结构新颖的磺基琥珀酸酯盐类表面活性剂具有重要的理论和实际指导意义,同时也更对无APEO乳化剂的发展具有很大的帮助。2. 国内外研究现状分析
磺基琥珀酸酯盐系列表面活性剂因其在水中电离成阴离子而属于阴离子表面活性剂。[2] 与传统的阴离子表面活性剂相比,因其结构的特殊性,使得它具有独特的性质,如性质温和对皮肤刺激性小、抗硬水能力强、临界胶束浓度(cmc)和界面张力均较低、协同效应较好。[3-5]它最早于1939年为美国所开发,四十年初期,ss 就以商品形式出现在合成表面活性剂市场上。最早的工业产品之一是二辛基琥珀酸酯钠(简称快 t),[6]它作为性能优异的工业用渗透剂和分散剂至今仍被广泛使用。日本在六十年代进行了仿制, 七十年代向外推 销。自八十年代中期,这类表面活性剂的开发和应用得到迅速发展,在应用数量和品种上均有显著增长, 工业产品已发展为十几个系列数十个品种。与此同时,单酯二钠盐也在美国市场上出现。仅美国 1989年 ss总产量就达到 1. 3万吨。它在涂料、印染、医药、农业、矿山、造纸、皮革、感光工业等多种领域也有广泛 应用,其中单酯二钠盐产品量的 90%以上用于洗发,护肤用品。
我国ss系列表面活性剂的开发是以快t为代表,始于六、七十年代。 八十年代末九十年代初,我国ss的研究和生产得到迅速发展。太原、北京、大连、上海、无锡等地的科研部门和大专院校都相继进行了洗涤剂和化妆品等方面 ss的合成研究和应用开发工作。现在我国可生产50多个品种( 相当于国外工业品种 数) ,已经工业化的有15种以上。生产规模大都是小批量的间歇生产, 分布在广州、上海、辽宁、四川、甘 肃、江苏等地。[7]目前,ss应用范围日益扩大,它在石油抗静电剂、药物缓泻剂、铁矿过滤脱水剂、金属去垢、合成树脂、皮革、照相、胶粘剂等方面有广泛用途。
由于磺基琥珀酸酯盐类材料分子设计性强、合成工艺简易,使其有广阔的应用领域。[8-11]在二十世纪90年代前后,国内开始将磺基琥珀酸酯盐用作皮革加脂材料,由于这类材料能同皮革形成牢固的结合,因而被称为结合型加脂剂,最早的工业化产品为 scf 结合型加脂剂,它是用菜籽油为起始原料经醇胺类物质(一般使用乙醇胺)酰胺化反应在油脂中引入羟基,羟基再与顺酐发生单酯化反应形成顺丁烯二酸单酯,然后经亚硫酸盐磺化得到成品。[12,13]在随后的近二十年时间里,根据磺基琥珀酸酯盐产品的制备原理,变换含羟基的油脂类起始原料,又开发出磺基琥珀酸羊毛醇酯、磺基琥珀化羊毛脂和磺基琥珀酸化脂肪酸甘油酯皮革加脂剂等产品[14-18],丰富了该类加脂剂的品种。
3. 研究的基本内容与计划
实验原理:
以苯、烷基酰氯在三氯化铝催化下合成苯基烷基酰氯,再加氢还原得到苯基烷基醇,最后与环氧乙烷反应得到苯基烷基醇聚氧乙烯醚。n可以为4至40等,也可替代np-10、15、20、40、op-10等。
4. 研究创新点
(1)以绿色生产和完全环保为研发思路,围绕无apeo乳化剂的开发进行了前体原料的开发,如苯辛酮、α-苯基辛基醇,为α-苯基辛基醇聚氧乙烯醚及其衍生物乳化剂的成功开发打下了基础,有较高的起点和科技创新水平。
(2)以α-苯基辛基醇聚氧乙烯醚、马来酸酐和亚硫酸钠为原料制备新型系列无apeo的琥珀酸酯磺酸盐系列乳化剂。
(3)上述产品的开发将填补无apeo乳化剂在此领域的空白,大大促进无apeo乳液的开发和下游环保型产品的生产。
