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新型纺织柔软剂甘油酯季铵盐的生物降解性及应用

来源:印染在线 发布时间:2012年11月13日

摘要:研究了自制甘油酯季铵盐纺织柔软剂2,3-二硬脂酰氧基丙基-三甲基氯化铵 (CDESA)的生物降解性能。与传统柔软剂D1821进行了对比,得出CDESA 为环境友好化合物,具有很好的生物降解性。细致研究了 CDESA用于纺织柔软剂的柔软整理效果、泛黄性等性能。

目前国内所有和柔软剂的主要成分为D1821,它的柔软性十分优良,但由于其生物降解性差,严重污染环境[1],早在上世纪 90年代欧洲就已经禁止使用。 2003年10月29日,欧盟通过了 REACH法规[2],其中对表面活性剂部分做了严格限制,降解性和毒 性成为重要指标。当前,生态环境问题已经不容乐观,许多重要河流湖泊污染严重,为此化学工作者正在积极探寻性能优良,可生物降解"环境有好"的织物柔软剂[3]。

关于可降解型阳离子表面活 性剂的研究,早在20世纪70年代 末,美国和欧洲就已开始进行,并 已经在洗涤剂和纺织、医疗等行业 中得到应用[4]。国内在这方面起 步较晚,基本上还处在实验室探索 阶段[5,]。我们在实验室合成新型 纺织柔软剂甘油酯季铵盐2,3-二 硬脂酰氧基丙基-三甲基氯化铵硬脂酰氧基丙基-三甲基氯化铵 (CMESA)用硬脂酸改性得到。这类甘油酯季铵盐型阳离子表面活 性剂结构如图1所示。分子链一 端为油脂,另一端是胆碱,据结构 分析应有好的可降解性和生物相容性。对CDESA与D1821的好氧 降解情况进行对比,并对CDESA 用于纺织用柔软剂作了可行性研究。

1生物降解测试过程

1. 1微生物源的准备

1.1.1活性污泥的制备

取生活污水沉降污泥800 ~000 g,以河水2 ~ 3 L分3次稀释,搅拌静置15 min后以双层纱 布过滤。曝气24 h后,污水应由 黑变为灰白或黄褐色,镜检可见大 量遁纤虫,稍有臭味。然后加质量 分数为4%的生活污水好氧营养 液(氯化铵3 g,磷酸二氢钾1 g,硫 酸镁0.25 g,氯化钾0.25 g,硫酸 亚铁0. 002 g,酵母浸膏0.3 g,定 容至1 000 ml),继续曝气并间隔 一段时间镜检一次,镜检结果若钟 虫、遁纤虫、盖虫、聚缩虫、独缩虫 等固着型原生动物和轮虫等后生 动物大量出现(!106个/L),微型 动物种类高度多样化,无占绝对优势数量的微生物时停止曝气。在污泥制备过程的生物形态学显微 镜照片(放大400倍数)见图2。

由图2可知,不同时间的微生物和原生动物生长状况图片均形成鲜明对比。24 h形成微生物群 落且微型动物种类也多样化,说明 环境适宜,微生物和原生动物生长 状况良好,可以作为下一步实验使用。

1.1.2活性污泥固体悬浮物的测定

量取均匀的活性污泥溶液 100 ml,经30 min沉降后将上层溶液倾去,沉淀物通过已知质量的快速滤纸过滤,滤物置105C烘箱中 烘干,冷却后称量,通过计算 得到活性污泥悬浮物质量浓度 (g/L)。然后制成15 g/L活性污泥使用液。

1.1.3培养实验

量取250 ml好氧营养液于 500 ml三角瓶中,加入1 g/L表面活性剂试液25 ml,再加入15 g/L 活性污泥溶液25 ml,摇匀后加盖 棉塞,常温200 r/min摇床中振荡 72 h。CDESA和D1821同时培养。

1.1.4驯化实验

量取250 ml好氧营养液于 500 ml三角瓶中,加入1 g/L表面 活性剂试液25 ml,再加入25 ml相 应的培养液,以相同条件置摇床中 振荡72 h。CDESA和D1821同时用各自的培养液进行驯化实验。

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