腰果酚聚氧乙烯醚的表面性能研究

腰果酚聚氧乙烯醚的表面性能研究赵雪华;黄中瑞;康文倩;王利民;车飞;翟兆凯【摘要】Surface activity of cardanol polyoxyethylene ether BGF-10 and the effects of different additives on the surface activity were studied. Results show that the critical micelle concentration (cmc)of BGF-10 is 6. 09 × 10 -6 mol/L,and the lowest surface tension (γcmc )is 38. 08 mN/m at 25 ℃. Moreover,BGF -10 displays a better resistance to hard water and a strong salt tolerance to monovalent inorganic salts. With the increase of concentration of divalent inorganic salt,the surface activity of BGF-10 is enhanced. Monohydric alcohol can reduce the surface tension of BGF-10 . The ability of BGF-10 to form micelles increases in the beginning and then decreases with the increase of monohydric alcohol concentration. BGF -10 displays a synergistic effect with other surfactants,especially with hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB),and its cmc synergizes upto 2. 52%,while the γcmc synergizes upto 11. 49%. BGF -10 displays a good emulsifying power for paraffin oil,as well as both thickening and defoaming performance.%研究了腰果酚聚氧乙烯醚BGF-10的表面活性及不同添加剂对其表面活性的影响.结果表明,在25℃时BGF-10的临界胶束浓度cmc=6.09×10-6 mol/L,最低表面张力γcmc=38.08 mN/m,具有较好的抗硬水能力.BGF-10对一价的无机盐具有较强的抗盐性,随着二价无机盐浓度的增加,BGF-10的表面活性增强.一元醇能够降低BGF-10的表面张力,随着一元醇浓度的增加,BGF-10形成胶束的能力先升高后降低.BGF-10与表面活性剂复配具有一定的增效作用,尤其是与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)形成的复配体系,其cmc增效2.52%,γcmc增效11.49%.BGF-10对液体石蜡的乳化能力好,且具有增稠和低泡的性能.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2017(047)009【总页数】5页(P492-496)【关键词】腰果酚聚氧乙烯醚;临界胶束浓度;表面张力;复配【作者】赵雪华;黄中瑞;康文倩;王利民;车飞;翟兆凯【作者单位】上海市功能性材料化学重点实验室,上海 200237;华东理工大学化学与分子工程学院精细化工研究所,上海 200237;华东理工大学化学与分子工程学院精细化工研究所,上海 200237;华东理工大学化学与分子工程学院精细化工研究所,上海 200237;上海市功能性材料化学重点实验室,上海 200237;华东理工大学化学与分子工程学院精细化工研究所,上海 200237;上海邦高化学有限公司,上海201512;上海邦高化学有限公司,上海 201512【正文语种】中文【中图分类】TQ423.2Abstract：Surface activity of cardanol polyoxyethylene ether BGF-10 and the effects of different additives on the surface activity werestudied.Results show that the critical micelle concentration (cmc) of BGF-10 is 6.09×10-6 mol/L，and the lowest surface tension (γcmc) is 38.08 mN/m at 25 ℃.Mo reover，BGF-10 displays a better resistance to hard water and a strong salt tolerance to monovalent inorganic salts.With theincrease of concentration of divalent inorganic salt，the surface activity of BGF-10 is enhanced.Monohydric alcohol can reduce the surface tension of BGF-10.The ability of BGF-10 to form micelles increases in the beginning and then decreases with the increase of monohydric alcohol concentration.BGF-10 displays a synergistic effect with other surfactants，especially with hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB)，and its cmc synergizes upto 2.52%，while the γcmc synergizes upto 11.49%.BGF-10 displays a good emulsifying power for paraffin oil，as well as both thickening and defoaming performance.Key words：cardanol polyoxyethylene ether；critical micelle concentration；surface tension；blending腰果酚聚氧乙烯醚(BGF)属于直链烷基酚聚氧乙烯醚，是以天然的腰果酚为原料生产的，具有耐酸、耐碱的性能[1]，经生物降解后的产物不含烷基酚聚氧乙烯醚，避免了对环境造成的不利影响[2]，是一种高生物降解性和环境友好型的非离子表面活性剂。

BGF适用于工业及民用清洗剂，可用作纺织精炼剂、涂料添加剂、农药化学品中的润湿剂和乳化剂、乳液聚合中的助乳化剂和植绒胶，另外在合成纤维工业油剂中还具有除静电的效果，在合纤短纤维混纺纱浆料中可作柔软剂使用，能提高浆膜的平滑性和弹性。

本文选用99%的活性成分为BGF的BGF-10为原料，其易溶于水，具有快速生物降解性，是用于洗涤剂中理想的绿色环保型表面活性剂。

首次研究BGF-10的表面活性及其在洗涤应用过程中常见的影响因素，如水的硬度、常用电解质类添加剂(NaCl和Na2SO4)、增溶物(醇类)对其表面活性的影响，并进一步研究BGF-10的复配增效性能，最后对BGF-10的乳化性能、泡沫性能和增稠性能进行研究，以期为BGF-10的应用提供理论依据。

1.1 主要试剂与仪器BGF-10 (EO加合数为10，数均分子量Mn=2 179)、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9(数均分子量Mn=1 353)，工业级，上海邦高化学有限公司；CaCl2、NaCl、Na2SO4、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，分析纯，上海泰坦科技股份有限公司；液体石蜡，化学纯，上海泰坦科技股份有限公司；十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇，分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司。

JK99C全自动张力仪，上海中晨数字技术设备有限公司；DV-C数显黏度计，上海恰森仪器有限公司。

1.2 实验方法1.2.1 表面活性测定配制不同浓度的BGF-10溶液，利用吊片法在25 ℃下通过全自动张力仪测定溶液的表面张力，绘制γ-lg c曲线，从曲线上溶液浓度继续增大而表面张力不变化的突变点读取临界胶束浓度(cmc)和最低表面张力(γcmc)。

1.2.2 耐硬水性测定配制水硬度(以Ca2+计)分别为0，3.75×10-3和7.50×10-3 mol/L的水溶液，分别测试BGF-10在不同浓度硬水中的表面张力。

1.2.3 无机盐的影响分别配制0.1，0.5和0.9 mol/L的NaCl和Na2SO4溶液，测试BGF-10在不同浓度无机盐溶液中的表面张力。

1.2.4 一元醇的影响分别配制0.1，0.3，0.5和0.7 mol/L的甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇的水溶液，测试BGF-10在不同浓度醇溶液中的表面张力。

1.2.5 BGF-10与其他表面活性剂的复配1)表面活性剂的cmc测定：分别配制一系列浓度的SDBS、AEO9和CTAB溶液，在25 ℃时测定各溶液的表面张力。

2)复配体系的理论cmc：由王正武等[3]采用的单组分cmc1、cmc2及γcmc1、γcmc2的加权平均值来进行理论上的复配效果计算，见式(1)和(2)。

cmc理论=w1·cmc1+w2·cmc2γcmc理论=w1·γcmc1+w2·γcmc2式中，w1和w2分别为单组分1和2的质量分数；cmc理论为复配物的cmc理论计算值；γcmc理论为复配物的γcmc理论计算值。

在实际复配体系中，当cmc实际或γcmc实际小于cmc理论或γcmc理论时，表示复配体系增效，反之则复配体系减效。

3)复配体系的实际cmc和γcmc：将BGF-10与SDBS、AEO9和CTAB分别按一定比例进行复配，测试各复配溶液在25 ℃时的cmc和γcmc。

1.2.6 乳化、泡沫及增稠性能测定配制2.28×10-5 mol/L的BGF-10溶液，采用分水法[4，5]测定BGF-10对液体石蜡的乳化能力；采用振荡法[4，5]测定BGF-10的泡沫性能；利用DV-C数显黏度计测试BGF-10水溶液的黏度。