磺基琥珀酰胺二鈉鹽的合成及性能_宋巨

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1、DOI:10.13338/j.issn.1006-8341.2008.01.022第21卷第1期紡織高校基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào)Vol.21,No.12008年3月BASICSCIENCESJOURNALOFTEXTILEUNIVERSITIESMarch,2008文章編號(hào):1006-8341(2008)01-0108-05磺基琥珀酰胺二鈉鹽的合成及性能宋巨,賀江平(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院,陜西西安710048)摘要:研究磺基琥珀酰胺二鈉鹽的合成方法并檢測(cè)其性能.合成了一種陰離子表面活性劑磺基琥珀酰胺二鈉鹽.得到的最佳工

2、藝條件為烷基胺與酸酐摩爾比1∶1.15,反應(yīng)時(shí)間3h,反應(yīng)溫度120℃.磺化反應(yīng)的最佳條件為亞硫酸鈉與順酐的摩爾比為1.05∶1;亞硫酸鈉與水的質(zhì)量比為1∶5.62;磺化反應(yīng)時(shí)間8h;磺化溫度80℃.研究結(jié)果表明,磺基琥珀酰胺二鈉鹽在織物上有很強(qiáng)的潤(rùn)濕力及乳化力.關(guān)鍵詞:磺基琥珀酰胺二鈉鹽;十八烷基胺;順酐;乳化力中圖分類號(hào):TQ423.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A磺基琥珀酸酯鹽是陰離子表面活性劑中重要的一類產(chǎn)品,包括單酯和雙酯兩大類.磺基琥珀酸酯鹽表面活性劑在水中能電離出陰離子,所以,屬于陰離子表面活性劑.為性能優(yōu)異的工

3、業(yè)用滲透劑和分散劑,至今仍被廣泛使用.由于它具有優(yōu)良的潤(rùn)濕性兼有良好的綜合性能,多年來應(yīng)用面不斷擴(kuò)展,除了在印染行業(yè)廣泛使用外,目前在工業(yè)清洗、乳液聚合、微乳液制備、油田化學(xué)品、農(nóng)藥、醫(yī)藥、涂料、油墨等各方面都有廣泛的應(yīng)[1]用.在使用中發(fā)現(xiàn),雖然該產(chǎn)品的應(yīng)用性能可滿足多種應(yīng)用領(lǐng)域的基本要求,但也存在一些不如人意的[2]方面,如水溶性較差,溶解過程較慢,使用有時(shí)要先打漿再溶解,硬水對(duì)其表面活性有一定影響等.磺基琥珀酸酯鹽合成工藝比較成熟一般為2步:(1)順酐與羥基化合物酯化;(2)酯與亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽加成.單

4、酯類表面活性劑對(duì)皮膚比較溫和,因而其衍生類的磺基琥珀酸活性劑在日用化學(xué)品中的應(yīng)用非常廣泛.雙酯鹽產(chǎn)品因具有較低的表面張力,并以其優(yōu)良的滲透和潤(rùn)濕分散性作為滲透劑、分散劑、抗靜電劑而廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、皮革、紡織、化妝品、金屬去垢、合成樹脂、洗滌等方面。雖然磺基琥珀酸雙酯鹽有較佳的潤(rùn)濕和滲透性能,但其溶解性能、抗硬水性能差;而醇或酚基聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉鹽類表面活性劑具有優(yōu)良的溶解、增溶、鈣皂分散和乳化性能,但其潤(rùn)濕性能不[3]佳.因此,近年來合成了上述醇基和酚基結(jié)構(gòu)的磺基琥珀酸混合雙酯鹽,以使之兼有好的潤(rùn)濕性

5、、溫和性和水溶性等特點(diǎn).用脂肪醇和單乙醇酰胺型兩類單酯或其乙氧基化合物制成的混合型磺基琥珀酸單酯鹽已在油田鉆井、洗井中成功地用作抗高溫發(fā)泡劑.因?yàn)樵擃惢衔镉卸喾N優(yōu)良性能,如潤(rùn)濕性特別好,對(duì)皮膚刺激性較低,在洗滌品中,用少量始終能保持溫和的性質(zhì)等.所以在香波、浴劑、洗潔精等洗滌品中,使用磺基琥珀酸酯應(yīng)用廣泛.磺基琥珀酸酯的起泡性雖不及洗滌品中常用的月掛基醚硫酸鈉或α一烯基磺酸[4]鈉,但它能與價(jià)格較高的兩性型表面活性劑的起泡性相競(jìng)爭(zhēng).如果將磺基琥珀酸酯與月掛基醚硫酸鹽復(fù)[5]配,可獲得最大泡沫體積,同時(shí)刺激性大為

6、降低.本文用十八烷基胺,順丁烯二酸酐、無水亞硫酸鈉等為原料合成一種具有一定乳化力,潤(rùn)濕性,一定起泡性的新產(chǎn)物.由于表面活性劑在紡織助劑中有普遍應(yīng)用,本方法合成的磺基琥珀酰胺二鈉鹽作為一種紡織助劑在紡織品的后整理中能夠滿足性能要求,以可作為一種添加劑使用,所以對(duì)磺基琥珀酰胺二鈉鹽的合成和研究是有意義的.收稿日期:2007-09-18通訊作者:賀江平(1964-),男,陜西省西安市人,西安工程大學(xué)教授.E-mail:xahjp@sina.com第1期磺基琥珀酰胺二鈉鹽的合成及性能1091實(shí)驗(yàn)1.1試劑和儀器1.1.1

7、試劑十八烷基胺(長(zhǎng)沙天梵科技有限公司),順丁烯二酸酐、無水亞硫酸鈉(分析純),深圳先進(jìn)華聯(lián)精細(xì)化工有限公司提供,乙醇,氫氧化鈉深圳先進(jìn)華聯(lián)精細(xì)化工有限公司提供.1.1.2儀器500mL四頸圓底燒瓶,磁力攪拌器,紅外燈加熱器,回流冷凝管,溫度計(jì),酸堿滴定管等,JYZ-200型自動(dòng)界面張力儀等.1.2合成機(jī)理產(chǎn)物合成通過酰胺化反應(yīng)和磺化反應(yīng)加成2步來實(shí)現(xiàn),其化學(xué)反應(yīng)過程如圖1所示.圖1化學(xué)反應(yīng)過程其中R代表CH3(CH2)16CH21.3合成步驟1.3.1酰胺化反應(yīng)在裝有溫度計(jì)和回流冷凝管的四頸燒瓶中加入一定量的十八

8、烷基胺,緩慢攪拌的情況下逐步加熱,當(dāng)溫度升到50℃～60℃時(shí),向體系中逐漸加入順丁烯二酸酐進(jìn)行酰胺化反應(yīng).當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到100℃,恒溫反應(yīng)2～3h.反應(yīng)結(jié)束后,取適量反應(yīng)液用0.2mol/L左右的NaOH乙醇溶液進(jìn)行滴定,測(cè)定酸值,并計(jì)算酰胺化率.1.3.2磺化加成反應(yīng)將上述得到的酰胺化產(chǎn)物在攪拌情況下加熱到60～80℃,然后通過恒壓分液漏斗緩慢加入已配置好一定濃度的亞硫