失水山梨醇聚油酸酯性能的研究开题报告

 2021-08-08 14:06:16

1. 研究目的与意义

失水山梨醇聚油酸酯是一种重要的油脂化学品。目前,我国聚油酸酯主要用于生产化妆品,涂料,表面活性剂。由于国内产量少、档次低,每年都要大量进口。因此,大力发展二聚酸产品,提高其质量和纯度势在必行。而发展的关键在于选用先进的生产工艺,尤其是先进的提纯工艺。国内主要采用传统的一步法碱催化工艺,产品色泽深、副产物多、单酯质量分数低、熔融状态下多呈浑浊状态、质量不稳定。同时,为了改变产品色泽,传统合成方法都使用活性炭或漂白剂,所得产品仅能用于石油、采矿和纤维等行业,而用于食品、医药、化妆品的这类产品绝大部分依赖进口。在二步法合成工艺中,先酯化后醚化易造成酯化过度,直链酯的质量分数高、颜色深、液态下产品流动性差、透明度不好,羟值也难以降到指标的合格范围,特别是在产物单酯、双酯及多酯质量分数、质量稳定性和色泽方面与国外相比尚有一定差距。本文研究了先醚化后酯化的方法,采用了新型催化剂,所得产品的3项理化指标(酸值、羟值、皂化值)优于传统化学合成法,且产品色泽浅,无需经脱色处理,且长时间放置后产品的稳定性较好,可广泛应用于医药、食品、化妆品等行业。

2. 国内外研究现状分析

据奎斯特公司报告,山梨醇醋的市场在全世界表面活性剂中位居第三。在我国它己成为民爆领域应用最广、用量最多的乳化剂。Span类产品除主要作为乳化剂以外,还有许多用途。如:合纤油剂、抗静电剂、防锈剂、消泡剂等,广泛应用于防治、塑料、金属、石油等领域。因此探讨其制备方法,获得高质量的产品,使其在各个领域能够充分发挥其特性,是极其重要的。

国内主要采用传统的一步法碱催化工艺,产品色泽深、副产物多、单酯质量分数低、熔融状态下多呈浑浊状态、质量不稳定。同时,为了改变产品色泽,传统合成方法都使用活性炭或漂白剂,所得产品仅能用于石油、采矿和纤维等行业,而用于食品、医药、化妆品的这类产品绝大部分依赖进口。在二步法合成工艺中,先酯化后醚化易造成酯化过度,直链酯的质量分数高、颜色深、液态下产品流动

性差、透明度不好,羟值也难以降到指标的合格范围。而采用先醚化后酯化两步法,若选择合适的催化剂、反应温度和反应时间,产物会大为改善,单酯质量分数也会提高。如何直观地判断出该乳化剂的性能好坏对实验室的合成研究有着重要的意义,本课题就乳化剂的性能做了进一步的研究分析。从多个方面直接判断出实验室自制的失水山梨醇类乳化剂的性能好坏。

3. 研究的基本内容与计划

失水山梨醇聚油酸酯属于多元醇型非离子表面活性剂,常用作W/O型乳化剂。它无毒、无害、没有刺激性且不易挥发,并且临界树胶浓度较高、胶束吉布斯自由能较低,乳化性能优异,所以用途非常广泛。本文对失水山梨醇聚油酸酯的表面张力、界面张力、乳化力、乳化效率、乳化性的稳定性以及HLB值这几个方面进行了详细的性能分析。

4. 研究创新点

本文从表面张力、界面张力、乳化效率、乳化能力、乳化稳定性及HLB值的测定等方面进行分析。界面张力反应的是乳化剂降低油-水界面张力的能力,界面张力的降低能使乳状液易于形成;乳化效率、乳化力、乳化稳定性等性能测试可以初步检验该种乳化剂的乳化能力的好坏以及稳定性好坏,方法简单易操作;而HLB值是对乳化剂亲水亲油性能的一个量度,决定了乳化剂的应用方向。通过与Span80和T154的对比实验发现,自制的失水山梨醇聚油酸酯具有较好的乳化能力,能够大幅度降低油-水界面的乳化张力,乳化稳定性也远远优于SPan80以及T154,HLB值也符合乳化炸药用乳化剂的要求。综合性能分析,自制失水山梨醇聚油酸酯是一类性能优良的乳化剂。

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