C6/C8异构醇烷氧基化物硫酸盐的合成及性能研究

摘要

阴非离子型表面活性剂由于同时具备了阴离子型和非离子型表面活性剂的优点，在采油、洗涤和涂膜等技术领域得到了广泛的应用。目前对阴非离子表面活性剂的研究主要集中于仅含环氧乙烷(EO)单元的长直链烷基聚氧乙烯醚硫酸盐，但有研究表明在表面活性剂分子中引入短支链作为疏水基可以达到较低的表面张力，并降低其Krafft点，引入环氧丙烷(PO)可以降低临界胶束浓度(cmc)。本文从反应温度、反应物料摩尔比、SO3气浓和反应时间四个因素考察优化了异辛醇聚氧乙烯醚硫酸盐(i-OES)的硫酸化工艺条件。并在该硫酸化工艺的基础上，以异辛醇和异己醇为起始剂，经烷氧基化、气体SO3硫酸化和氢氧化钠中和三步反应，得到了8种C6/C8异构醇烷氧基化物硫酸钠，用红外光谱和核磁氢谱对其结构进行了表征。最后测定了所合成8种表面活性剂的Krafft点、平衡表面张力、动态表面张力、动态接触角、耐盐和乳化性能。文章的主要内容包括:
　　(1)采用气体SO3鼓泡式装置合成i-OES的工艺条件优化。以硫酸化温度、反应物料摩尔比、SO3气浓和反应时间为考察因素，通过单因素试验得到i-OES的硫酸化优化工艺为:硫酸化温度控制在40℃，异辛醇聚氧乙烯醚和SO3的摩尔比为1∶1.25，SO3气浓为8％，反应时间为20 min。
　　(2) C6/C8异构醇烷氧基化物硫酸盐的合成及其结构表征研究。以异辛醇和异己醇为原料，经过烷氧基化得到含EO和/或PO单元平均加合数均约为3的异构醇烷氧基化物，然后再经气体SO3硫酸化和氢氧化钠中和得到C6/C8异构醇烷氧基化物硫酸盐粗产物。经提纯后，通过红外光谱和核磁氢谱对其进行结构表征，结果显示成功合成了目标产物。
　　(3) C6/C8异构醇烷氧基化物硫酸盐的物化性能研究。测定了提纯产物的Krafft点、平衡表面张力、动态表面张力、动态接触角、耐盐和乳化性能，在引入支链和EO和/或PO单元后，产品的Krafft点降低到0℃以下，其表面活性优于直链醇烷氧基化物硫酸盐和支链烷基硫酸盐;动态表面张力和动态接触角随浓度的变化趋势基本一致，其降低幅度和降低速度均随浓度的增大而增大;含疏水链较短的异己醇烷氧基化物硫酸盐的耐盐性普遍优于异辛醇烷氧基化物硫酸盐;含疏水基团和亲水基团都较强的i-OES溶液在0.1 wt％时乳化性优于其它7种表面活性剂。

目录

声明

摘要

主要创新点

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 阴非离子型表面活性剂

1．2．1 阴非离子型表面活性剂的特性

1．2．2 阴非离子型表面活性剂的结构与分类

1．3 脂肪醇烷氧基化物硫酸盐

1．3．1 脂肪醇烷氧基化物硫酸盐简介

1．3．2 脂肪醇烷氧基化物硫酸盐的合成

1．3．3 脂肪醇烷氧基化物硫酸盐成分的分析

1．3．4 脂肪醇烷氧基化物硫酸盐的应用及生产状况

1．4 选题背景与主要研究内容

1．4．1 选题背景

1．4．2 主要研究内容

参考文献

第二章 异辛醇聚氧乙烯醚硫酸盐的合成工艺研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验方法

2．2．4 分析方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 反应温度对硫酸化产物的影响

2．3．2 反应物料摩尔比对硫酸化产物的影响

2．3．3 反应气浓对硫酸化产物的影响

2．3．4 反应时间对硫酸化产物的影响

2．3．5 优化工艺条件的重复性试验

2．4 本章结论

参考文献

第三章 C6／C8异构醇烷氧基化物硫酸盐的合成及结构表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 C6／C8异构醇烷氧基化物硫酸盐的合成

3．2．4 C6／C8异构醇烷氧基化物硫酸盐的提纯

3．2．5 C6／C8异构醇烷氧基化物及其硫酸盐的分析方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 C6／C8异构醇烷氧基化物的EO、PO平均加合数和平均相对分子量

3．3．2 C6／C8异构醇烷氧基化物硫酸盐的阴离子活性物含量

3．3．3 C6／C8异构醇烷氧基化物和其硫酸钠的红外谱图

3．3．4 C6／C8异构醇烷氧基化物硫酸盐的核磁氢谱

3．3．5 C6／C8异构醇烷氧基化物硫酸盐的合成操作分析

3．4 本章结论

参考文献

第四章 C6／C8异构醇烷氧基化物硫酸盐的物化性能

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂

4．2．2 实验仪器

4．2．3 物化性能的测定

4．3 结果与讨论

4．3．1 Krafft点

4．3．2 静态表面张力

4．3．3 动态表面张力

4．3．4 动态接触角

4．3．5 耐盐性能

4．3．6 乳化性能

4．4 本章结论

参考文献

第五章 总结论

5．1 结论

5．2 下一步工作建议

攻读硕士学位期间的学术成果及作者简介

致谢