李岿(辽宁奥克化学集团公司,辽阳111003)作者简介:李岿,高级工程师,主要从事表面活性剂的应用研究与产品开发,已公开发表论文10余篇。
非离子型渗透剂是渗透剂产品中除阴离子型渗透剂以外的最重要品种,是制备磷酸醋类、硫酸酷类渗透剂的中间体,也是复配型渗透剂的主要单体。其特点是:具有非常宽的pH使用范围,耐酸碱,尤其在强酸性溶液中比较稳定,而且泡沫也比阴离子型渗透剂少得多,且无腐蚀性,广泛应用于纺织、印染、农药、造纸、制革以及纤维加工等行业。非离子型渗透剂主要有脂肪醇醚和烷基酚醚两大类,渗透剂JFC就是典型的脂肪醇醚类产品。其传统制法是以正辛醇为起始剂,氢氧化钾为催化剂,与环氧乙烷进行开环聚合而得到低摩尔加成物。笔者对脂肪醇醚类渗透剂进行了系统研究,在传统渗透剂开C基础上,用表面活性剂渗透剂理论,从渗透剂分子的疏水基和亲水基入手,进行分子结构的创新设计与合成,经过渗透性能的评价,探讨了非离子渗透剂结构与性能间的一些规律,同时也对合成非离子渗透剂反应所用的催化剂进行筛选,得到一种非离子型快速渗透剂。这些工作对渗透剂产品的结构设计以及提高其渗透性能和实际应用,具有重要意义。
1非离子快速渗透荆的研究思路根据表面活性剂渗透剂理论,一般认为,适合作非离子渗透剂的结构特点是:带支链的疏水基比不带支链的渗透性好,亲水基在中间的比在末端的渗透性好,亲水基小的渗透性好,相对分子质量小的渗透性好,非离子结构中的环氧乙烷加成数在5一巧之间的渗透性好。根据以上结构与性能原理,在传统非离子渗透剂JFC基础上,一方面从渗透剂疏水基结构的角度进行研究,即对脂肪醇的碳链长度和碳链结构进行研究;另一方面从渗透剂亲水基结构的角度进行研究,即改变传统的单用环氧乙烷(EO)加成物方法,引人少量环氧丙烷(PO)加成物,使渗透剂亲水基结构中也具有支链结构。同时也对合成非离子渗透剂的催化剂进行选择,得到分布窄、游离醇含量
2实验部分2.1主要仪器与药品仪器:wHF一2型高压釜;全自动仪表控制系统;sP一502型气相色谱仪;带氢火焰离子化检测器和色谱数据处理系统;KH一2000型薄层色谱仪;LC一6A型高效液相色谱仪(日本岛津公司制造)。药品:正己醇,正辛醇,异辛醇,仲辛醇,十二醇,氢氧化钾,三氟化硼乙醚络合物均为化学纯;碱土金属复合催化剂,自制;环氧乙烷,工业级,含量大于99.0%,水分小于0.01%;环氧丙烷,工业级,含量大于99.0%,水分小于0.1%。2.2合成方法把一定量的原料醇和催化剂投人高压釜中,用氮气置换3次,并升温开动搅拌,于指定的温度下负压脱水至管凉为止,在一定温度下与环氧化物进行开环聚合反应,按顺序分别滴加一定量的环氧乙烷和环氧丙烷,滴加完后老化40而n,然后降温至80℃出料,得到非离子渗透剂。其中,以三氟化硼乙醚络合物为酸性催化剂的反应温度为60~70℃,原料醇脱水在加催化剂前于100~120℃进行;以氢氧化钾为碱性催化剂的反应温度为140一160℃,以自制的碱土金属为复合催化剂的反应温度为120一140℃,这两种催化剂和原料醇于120一130℃一起进行脱水处理。