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  聚乙二醇硬脂酸酯的合成与应用_能源/化工_工程科技_专业资料。聚乙二醇硬脂酸酯的合成与应用 【摘要】聚乙二醇硬脂酸酯是一种非离子型表面活性剂,是日常 工业生产不可或缺的原材料。主要是因为聚乙二醇硬脂酸酯具有很 大的高乳化能力、低泡沫力和具有良好润湿性能等优势,被

  聚乙二醇硬脂酸酯的合成与应用 【摘要】聚乙二醇硬脂酸酯是一种非离子型表面活性剂,是日常 工业生产不可或缺的原材料。主要是因为聚乙二醇硬脂酸酯具有很 大的高乳化能力、低泡沫力和具有良好润湿性能等优势,被广泛的 应用到印花乳剂、化妆品乳剂等,甚至还涉及到诸多的日用化工、 食品、纺织、农药以及金属加工等领域。本文首先详细诠释聚乙二 醇硬脂酸酯的定义,总结出聚乙二醇硬脂酸酯的市场应用及需求, 后通过实验的方法详细分析出聚乙二醇单硬脂酸酯合成方法。 【关键词】聚乙二醇硬脂酸酯 合成 应用 聚乙二醇硬脂酸酯是重要的供应原料,被广泛的应用到日常生产 活动中。为此,聚乙二醇硬脂酸酯合成条件的优化显得尤为重要, 目前聚乙二醇脂肪酸酯的合成主要有三个途径:乙氧基化法、直接 酯化法和酰氯醇解法。在合成反应中要想达到其条件,就要在 物料配比、反应时间和温度上进行合理的把控,这样才能使聚乙二 醇硬脂酸酯合成反应达到条件。 1 聚乙二醇硬脂酸酯的定义 所谓的聚乙二醇双硬脂酸酯(ds6000)是工业生产活动中重要的 原材料之一,由于其具有较高的高乳化能力、低泡沫力和良好润湿 性能,使得这种非离子表面活性剂可以替代脂肪醇聚氧乙烯,在日 用化学、食品、农药、纺织、金属加工等领域具有极大的利用率, 并有逐年增多的迹象,特别是在“十五”期间,聚乙二醇双硬脂酸 酯是精细化工产品中重点的研究对象。 目前,研究聚乙二醇硬脂酸酯合成主要有乙氧基化法、直接酯化 法和酰氯醇解法三种方法。其中乙氧基化法主要利用的是环氧乙烷 和脂肪酸药品,使得在碱性条件下进行反应,虽然这类产品的纯度 较高,但是采用乙氧基化法中使用的环氧乙烷具有较高的反应活 性,对实验研究的控制力度较弱,同时环氧乙烷在实验过程中要求 的工艺条件也非常严格,必须在氮气保护和高压釜内进行。采用直 接酯化法合成聚乙二醇硬脂酸酯也有很多的缺点弊端,主要是在实 验过程中其反应时间长,操作条件严格,反应温度高,很容易腐蚀 设,其增稠性不十分理想。酰氯醇解法操作复杂,反应时间长, 更重要的是其操作对环境的影响较大,使用上具有较低的安全性。 为此,本文主要采用的是以聚乙二醇 6000(peg6000)和硬脂酸单 甘油酯(mg)为原料,采用酯交换法制 ds6000。这种方法不仅操 作简单,而且原材料也很廉价,具有很高的经济效益。 2 聚乙二醇硬脂酸酯的市场应用及需求 聚乙二醇脂肪酸酯是一种具有高乳化能力、低泡沫力和具有良好 润湿性能的非离子表面活性剂,在化纤、食品、石油等工业领域主 要利用聚乙二醇脂肪酸酯优良性能。聚乙二醇脂肪酸酯可用作润滑 剂、乳化剂和破乳剂,在在石油加工行业较为常见。在生产油田中, 其注水清理剂、碱度控制剂、消泡剂、海上溢油处理剂、重油助燃 剂、防腐剂、除锈剂等都是具有较高的利用率。同时在日常生活中, 很多牙膏柔软剂、美容霜、化妆水的保湿剂等也是利用了聚乙二醇 硬脂酸酯的乳化、分散、增溶性能。聚乙二醇硬脂酸酯也有很大的 吸附特性,具有良好的溶解性,可以有效的起到去污、扩散、乳化、 渗透、起泡、及抗静电作用。 3 实验部分 3.1 化学药品 本实验以聚乙二醇单硬脂酸酯合成为例,主要采用的化学药品为 聚乙二醇(n-8.2~9.1)、硬脂酸、对甲苯磺酸、硼酸,试剂均 为分析纯。 3.2 操作方法 主要采用的是 250ml 三口反应瓶进行反应实验,主要经过电磁搅 拌、恒温油浴加热和减压的过程进行硼酸合成。首先将 0.338g 硼 酸和 30g 聚乙二醇(1700)放入到 250ml 三口反应瓶内,将温度调 节在 120℃,在真空条件下进行电磁搅拌,使硼酸酯化反应。经过 一个小时的反应后,将其冷却到室温程度,接着加入 0.3428g 对甲 苯磺酸和硬脂酸 3.98g 进行三小时的反应合成,这个时候是酯交换 反应。然后将温度调至 100℃,加入蒸馏水 10ml,无水醋酸钠 0.1478g,无水碳酸钠供应商进行搅拌 1 个小时,后脱水减压形成聚乙二醇单硬脂 酸酯产品。 4 实验讨论 4.1 正交试验及结果 本实验的聚乙二醇单硬脂酸酯合成方法主要采用的是正交试验 方案,这类方案可以有效的排除试验中其他因素的干扰和非均衡分 散性所造成的误差,以四因素、四水平为试验基准,考察指标的平 均值,就可试验出在聚乙二醇单硬脂酸酯合成时所需要的条 件。本文正交试验见表 1。 4.2 反应的影响因素 本文中正交试验中 a 代表硼酸酯化时间,b 代表催化剂浓度,c 代表酯交换时间,d 代表水解时间,这四个因素是聚乙二醇单硬脂 酸酯合成的重要影响因素,以单酯收率和酸值进行对优化合成的指 标分析,其极差的结果如表 2 所示。 由表 2 可见,a,无水碳酸钠供应商b,c,d 四因素对反应要求指标的影响顺序如下: 4.2.1 单酯收率 催化剂浓度(b)硼酸酯化时间(a)酯交换时间(c)水解时 间(d)。无水碳酸钠供应商4.2.2 酸值 催化剂浓度(b)硼酸酯化时间(a)酯交换时间(c)水解时 间(d)。4.3 合成条件的确定 根据表 1、表 2 所示,可以推测出聚乙二醇单硬脂酸酯合成的 佳条件 a2b3c4d1:硼酸酯化时间:120min;催化剂浓度 1.5%;酯 交换时间:9h;水解时间:40min。 5 结论 本文通过正交试验对聚乙二醇单硬脂酸酯进行合成实验,通过四 种因素考察对聚乙二醇单硬脂酸酯合成的影响,按单酯收率影响顺 序是:bacd。为此,聚乙二醇单硬脂酸酯合成的条件 a2b3c4d1,从而合成的聚乙二醇单硬脂酸酯。 参考文献[1] 王春凤,周国伟,王熙梁.聚乙二醇模板剂制 介孔材料的研究进展[j].材料导报,2011,(11)[2] 肖笛,肖 美,添叶静.聚乙二醇沉淀法从琼脂中分 离精制琼脂糖工艺研究[j].农业机械,2011,(17)
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