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脂肪醇聚氧乙烯醚的用途有哪些

发布日期:2019/11/8 15:30:26

性质【1】

脂肪醇聚氧乙烯醚是近代非离子型表面活性剂中最重要的一类产品,具有生化降解性优良、价格低廉的特点。脂肪醇聚氧乙烯醚是用亲水基原料环氧乙烷与疏水基原料高级醇进行加成反应而制得的。脂肪醇聚氧乙烯醚的外观随生产的原料和工艺而异,可以是液体状或蜡状,黏度随环氧乙烷的含量增加而增加。黏度随环氧乙烷的含量增加而增大。相对密度从小于1增加到1.2以上。此类表面活性剂的亲水基,由醚键结构和羟基二者组成。疏水基上加成的环氧乙烷越多.醚键结合就越多,亲水性也越强,越易溶于水。若分子中环氧乙烷含量约为65%~70%时,产品在室温下即可全溶于水。

用途【2】

脂肪醇聚氧乙烯醚大量用于生产脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)。脂肪醇聚氧乙烯醚的物理性能使之不利于配制成洗衣粉,但却是液状洗涤剂的理想原料。它对各种纤维都有较烷基苯磺酸钠更好的去垢能力,特别适用于由合成纤维织物上洗去人体排泄出的油脂污垢。在国外.脂肪醇聚氧乙烯醚的主要用途是作合成洗涤剂。国内的商品牌号为平平加系列产品,除部分用于复配液状洗涤剂外,主要在印染行业中作匀染剂、剥色剂,在毛纺工业中作原毛净洗剂,而在化纤工业中作纺丝油剂。

用途为非离子表面活性剂在纺织工业中广泛用作各类染料的匀染剂、还原染料的剥色剂,羊毛缓染剂一般用量为0.2~1/L。可用作涤纶等合成纤维纺丝油剂的组分。在乳胶工业和石油钻井液中作乳化剂。本品对硬脂酸、石蜡、矿物油等物具有独特的乳化性能,是高分子乳液聚合时的乳化剂的组分。亦可作为玻璃纤维润滑油的乳化剂。本品可除去染料分散集结在织物上的污物,提高烷基苯磺酸钠合成洗涤剂的去污能力,减轻织物的抗静电效应。

化学清洗中主要用作脱脂时的润湿剂。油脂成分在酸液中几乎同水不溶合,即使在碱溶液中也相当难溶解。为了加快乳化、强化同碱溶液的接触,在碱洗时可使用脂肪醇聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂作为湿润剂。为加快清洗液在硬质的致密水垢中的浸透,在酸洗时也可使用表面活性剂。

此外,还可作为某些复合型缓蚀剂的组分而起到协同作用。

合成【3】

脂肪醇聚氧乙烯醚由脂肪醇(C10~C18的伯醇或仲醇)在碱催化剂(苛性碱或是甲醇钠)存在下和环氧乙烷发生加成反应。伯醇的反应速率大于仲醇.而伯醇与环氧乙烷反应生成一加成物的速率接近于聚氧乙烯醚链增长的速率。结果造成最终产品实际上是包括未氧乙基化的原料醇在内的、不同聚合度聚氧乙烯醚的混合物。由于脂肪醇聚氧乙烯醚的应用性能在很大程度上取决于聚氧乙烯醚的聚合度m所以如何使得到的产品中n的分布曲线最窄,是脂肪醇聚氧乙烯醚生产中提高产品质量的关键。业已发现,催化剂对分布曲线影响很大:碱性催化剂,如甲醇钠.得出宽分布曲线;采用酸性催化剂,如三氟化硼、四氯化锡、五氯化锑和三氟化硼乙醚配合物等,得出窄分布曲线。尽管酸催化可达到窄分布,但由于它会造成副产品增多(如聚乙二醇、二氧六环等)、设备腐蚀问题,所以至今未在生产上采用。目前有关催化剂的改进,仍是一个重要的研究课题。

实验所用原料为1mol十二醇(月桂醇),3~5mol环氧乙烷。

反应方程式如下:

在0.25L带有搅拌器、冷凝管的高温高压反应釜中,加入46.5g(0.25mol)月桂醇,0.2g氢氧化钾,搅拌,加热升温至120℃,真空脱水,通人氮气,置换空气。然后继续升温至160℃,边搅拌边滴加44g(1mo1)液体环氧乙烷,在1h内加完。控制反应温度在160℃,保温反应3h,冷却反应物至室温,放料即可。

2.  脂肪醇聚氧乙烯醚的合成有两个反应完成:

两阶段具有不同的反应速度。第一阶段反应速度略慢,当形成一加成物(ROCH2CH2OH)后,反应速度迅速增长。但对于伯醇来说,其环氧乙烷反应生成一加物的速度接近于聚氧乙烯醚链增长的速度。

一般情况下,反应是将NaOH配成50%左右的水溶液,加入醇中,催化剂用量为脂肪醇的0.1%~0.5%(质量分数),真空下脱水,在温度为135~140℃、压力为0.1~0.2 MPa下与环氧乙烷反应,环氧乙烷加入量由制取聚合物的相对分子质量决定。

反应为放热反应(92kJ/mol),温度过高,产品色泽较深。脱水操作必须严格控制,水的存在会导致生成副产物聚乙二醇,它的存在会使产品的表面活性降低,产物中乙醛含量达到0.01%时,会使产品色泽加深。

参考文献

[1] 吕彤编著,表面活性剂合成技术,中国纺织出版社,2009.05,第278页

[2] 严莲荷主编,水处理药剂及配方手册,中国石化出版社,2004年01月第1版,第440页

[3] 郑延成主编,化学工程与工艺开发实验,石油工业出版社,2017.01,第108页

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