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咪唑啉的实际应用

发布日期:2020/10/24 7:56:57

实际应用【1】

作为两性表面活性剂咪唑啉适宜于阴离子表面活性剂复配,可以减少产品的刺激性,并以其所具有的生物降解性,纯度高,毒性小等温和性一直受到用户的青睐,目前已在众多领域内获得进一步的广泛应用。

作为两性表面活性剂的咪唑啉的润湿速度要比传统的表面活性剂的润湿速度快1倍。咪唑啉两性表面活性剂可作为优良的增溶剂增进这种性能,本身所具有优良稳定性和透明性能更适用于更高固体物产品的配方中。两性表面活性剂的优良性能还在于具有起泡稳定性,适用于泡沫的稳定剂,较传统产品具有更为优良的起泡性,其所产生的泡沫质量是乳状、光滑和丰富。

1. 纺织助剂

抗静电剂是一种助剂,它添加于配合物内或者直接涂敷在其制品的表面,起到降低塑料的表面电阻率或体积电阻率,适度增加导电率,防止静电蓄积。

抗静电剂按使用方法的不同,可以分为外部抗静电剂和内部抗静电剂。外部抗静电剂又称涂敷剂,一般用水、醇等适当溶剂配成溶液,通过浸渍、喷涂或刷涂等方法处理塑料制品表面,随后干燥脱除溶剂,得到具有抗静电剂包覆膜表面的制品。外部抗静电剂以阳离子型表面活性剂效果最佳,其次分别为两性型、阴离子型和非离子型。

咪唑啉作为重要的阳离子表面活性产品,在纺织助剂与日化产品的配方中,是性能优良的柔软剂和抗静电剂。将咪唑啉两性柔软剂用于腈纶中,具有很好的柔软效果,也可用于纤维的柔软剂、玻璃纸的防黏剂及富纤维的油剂等的组分。

咪唑啉具有良好的渗透性和净洗力,对钙皂有分散能力,耐硬水、耐电解质,与其他离子型表面活性剂复配后,可作为高效清洗剂用于羊毛、呢绒、丝绸和化纤等高档纤维的清洗。

咪唑啉对纤维有亲和力,与阳离子表面活性剂复配或单用,可作为各类纤维的润滑、柔软和抗静电处理。

用于织物柔软处理的两性咪唑啉衍生物一般2位上的烷基应比润滑剂和洗涤剂的长,这样才能与纤维有更好的亲和力。咪唑啉也可用于尼龙、乙纶和醋酸纤维染色时的匀染剂,并具有润滑和抗静电性能,与非离子表面活性剂复配后,可用作羊毛加工中柔软、润滑、改善手感和外观的整理剂。

咪唑啉两性表面活性剂可用于丝绸炼染工业,采用此柔软剂可以替代肥皂精炼真丝绸,达到不泛黄,在产品的白度与品级方面均可以获得优良的效果。采用咪唑啉柔软剂处理涤纺产品,可以洗净黏胶染色后的剩余染料和颜料,降低摩擦系数,提高黏胶毛条的可纺性。

2. 皮革业

咪唑啉两性表面活性剂是皮革业中的加脂剂和柔软剂,在与矿物油、乳化剂及其他柔软剂复配后可以替代磺化蓖麻油,使绒面革的毛光泽和手感都获得很大的改善,还可将破皮加工成软皮,大大简化生产工艺。

皮革是纤维蛋白质的复合体,要获得相应的柔软性,必须使其与纤维之间形成一层起润滑作用的油脂,从而疏松纤维,降低纤维间的摩擦力。两性咪唑啉柔软剂可以与其他油脂配合或用水稀释,在采用涂刷、涂饰和加柔等方法后可以起到提高蛋白纤维的耐挠曲性、拉伸性能。

由于这种作用具有坚固性和不可逆性,可以阻止皮革纤维在干燥过程中的重结晶及皮革或皮革制品在放置过程中因氧化、挥发而引起的油脂散失,导致皮革变硬、变脆等。可以长久地保持皮革的柔软、丰满、滑爽、弹性等效能。

质量标准

市场

在我国,应重点发展脂肪胺类阳离子表面活性剂、咪唑啉系两性表面活性剂。世界的柔软剂市场已经成熟,年需求增长率为3%。在发展中国家,随着人民生活水平的提高,年需求增长率已经达到7%。柔软性的生物降解性已经成为人们关注的问题,由于阳离子季铵盐型咪唑啉具有完全的生物降解性,可以通过标准水处理除去,不产生积聚,可以满足使用要求,已被作为柔软剂的主活性物使用。

工艺技术

1.以乙二醛、甲醛和氨为原料制得咪唑,然后氢化得二氢咪唑。

2.更常用的咪唑啉衍生物的制造方法是使脂肪酸及其酯和多元胺发生脱水缩合反应。先生成酰胺,然后脱水闭环生成咪唑啉。反应如下:

反应所采用的脂肪酸通常是C8-18脂肪酸,多元胺通常是N-羟乙基乙二胺、l,2-亚乙基二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等。生成咪唑啉的缩合反应通常在带有真空设备的搪玻璃或不锈钢反应器中进行。反应器装有柱式冷凝器、分水器、搅拌器、温度计及压力计。把反应所需的脂肪酸和多元胺加入反应器,减压加热,除去反应生成的水。根据原料的不同,脂肪酸和多元胺的摩尔比一般为l:l~1:1.7。最终反应温度应达到200℃以上,压力0.13~32.5kPa,每lmol酸反

应应生成2mol水。反应时间一般为3一lO h。产物在高真空下冷却可减少变色。在缩合反应过程中加入约0.03%硼氢化钠可使产物颜色变浅。

3.也可以用甲苯或二甲苯为溶剂,利用共沸原理,除去反应生成的水。反应结束后蒸出溶剂,即得产品。反应过程可通过监测出水速率、酸值和缩合物的相对分子质量等指标来控制。当除去2mol水,酸值小于0.5,产物达到预期指标时,反应完成。也可以用滴定法测定咪唑啉的含量来指示环化反应程度。当用红外吸收光谱监测环化反应进程时,可观察到1560cm-1和1638cm-1。1酰胺峰消失。出现了很强的1600cm-1咪唑啉环特征吸收峰。

危害与对策

咪唑啉衍生物的毒性因成分和结构不同而有很大差别,但很容易制成低毒或无毒的产品。

参考文献

[1] 汪多仁编著,绿色轻工助剂,科学技术文献出版社,2006年01月第1版,第141页

[2] 何铁林主编,水处理化学品手册,化学工业出版社,2000年05月第1版,第390页

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