烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚的合成及应用研究_杨卉艳

测定。产 品 润 湿 力 以 及 泡 沫 力 采 用 国 标 方 法 进
行 。 ［９，１０］ 乳化力 测 试 方 法 如 下：用 移 液 管 分 别 移 取
４０ｍＬ 质量 分 数 为０．１５％ 试 样 的 水 溶 液 和 ４０ ｍＬ
测 试 用 油 （分 别 为 液 体 石 蜡 油 和 食 用 大 豆 色 拉 油 ）于
具 塞 量 筒 中，上 下 猛 烈 振 动 锥 形 瓶 ５ 次，静 置 １
ｍｉｎ，重复５ 次后静置，用秒表记录下层水相分出 １０
ｍＬ 的时间，取３ 次测定结果平均值。 时间越长，表
明乳化性能越好。
２ 结 果 与 讨 论
２．１ 烯 丙 基 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 的 合 成
２．１．１ 烯 丙 基 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 红 外 光 谱 图
价 价
１．３ 产 品 性 能 测 试
采用 Ｗｉｌｈｅｌｍｙ 板法测 定 恒 重 后 产 品 的 表 面 张
力γ，测定温度为 ２５ ℃；γｃｍｃ和 临 界 胶 束 浓 度 （ｃｍｃ） 由相应的表面张力数据做 γ－ｌｇ ｃ曲线得到。
使用 水 洗 后 产 品 进 行 润 湿、乳 化 以 及 泡 沫 力 的
在ｎ（脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 ）∶ｎ（烯 丙 基 氯 ）＝１∶ １．１，反应温度１２０℃，反 应 时 间 为 ２ｈ 的 条 件 下，考
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察了 氢 氧 化 钠 用 量 对 反 应 收 率 的 影 响，结 果 如 表 １ 所示：
收 率／％
表 １ 氢 氧 化 钠 对 收 率 的 影 响 ｎ（氢 氧 化 钠 ）∶ｎ（脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 ）
烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚是一类新开发的非离 子表面活性剂，与传 统 的 非 离 子 表 面 活 性 剂 脂 肪 醇 聚氧乙烯醚相比，不 仅 保 持 了 非 离 子 表 面 活 性 剂 原 有的性能，而且化 学 性 能 更 稳 定，应 用 性 能 更 优 越， 满足了工业技术进步对表面活性剂提出的新要求。 另外，烯丙基脂肪醇 聚 氧 乙 烯 醚 分 子 结 构 中 含 有 聚
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ａｌｌｙｌ Ｆａｔｔｙ Ａｌｃｏｈｏｌ Ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｅｔｈｅｒ
ＹＡＮＧ Ｈｕｉ－ｙａｎ１， ＫＡＮＧ Ｂａｏ－ａｎ２， ＳＵＮ Ｙｏｎｇ－ｑｉａｎｇ２ ＧＵＯ Ｊｉａｎ－ｇｕｏ１， ＦＥＮＧ Ｓｈｕ－ｂｏ１， ＣＨＥＮＧ Ｙｉ－ｊｕｎ１
下 层 为 氯 化 钠 水 溶 液 ，上 层 即 为 反 应 中 间 体 ，取 上 述
产 品 于 ８０℃ 下 干 燥 至 恒 重 ，进 行 红 外 光 谱 测 试 。
烯丙基 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 的 收 率 采 用 碘 价
进 行 。 ［８］
烯丙
基
脂肪
醇聚
氧
乙烯
醚收
率
＝
产 产
品实 品理
测碘 论碘
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２０１４ 年
烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚的合成及应用研究
杨 卉 艳１ ， 康 保 安２ ， 孙 永 强２ ， 郭 建 国１ ， 冯 书 博１ ， 程 益 军１
（１．中轻日化科技有限公司，上海 ２０１５０５；２．中国日用化学工业研究院，山西 太原 ０３０００１）
图中３０５０ｃｍ－１ 处 的 吸 收 峰 为 Ｃ＝Ｃ 双 键 上 不 饱和 Ｃ－Ｈ 键的伸缩振动，１６０４ｃｍ－１处 的 吸 收 峰 为 Ｃ ＝Ｃ 双键的伸缩 振 动，１１０８ｃｍ－１处 的 强 尖 锐 吸 收 由 醚键的增强引 起，另 外，谱 图 中 ３４００ｃｍ－１处 没 有 吸 收 ，说 明 原 料 中 的 羟 基 已 基 本 消 失 ，生 成 了 中 间 体 烯 丙基脂肪醇聚氧乙烯醚。 ２．பைடு நூலகம்．２ 氢氧化钠 用 量 对 烯 丙 基 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 收率的影响
（１．Ｓｉｎｏｌｉｇｈｔ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａ ２０１５０５，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｄａｉｌｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｓｈａｎｘｉ Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｌｙｌ ｆａｔｔｙ ａｌｃｏｈｏｌ ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｕｓｉｎｇ ｆａｔｔｙ ａｌｃｏｈｏｌ ｅｔｈｏｘｙｌａｔｅ，ａｌｌｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ａｓ ｔｈｅ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｙｉｅｌｄ ｗａｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ９５ ％ （ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆａｔｔｙ ａｌｃｏｈｏｌ ｅｔｈｏｘｙｌａｔｅ）ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ＦＴ－ ＩＲ；ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ （ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ）ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ（γｃｍｃ，πｃｍｃ，ｃｍｃ，ｐＣ２０，Γｍ ，Ａｍ ）ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ（ｗｅｔｔｉｎｇ，ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ ａｎｄ ｆｏａｍｉｎｇ）ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｒ－ ｆａｃｅ （ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ）ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｃｈａｎｇｅｄ ａ ｌｉｔｔｌｅ，ｂｕｔ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｌｏｗ ｆｏａ－ ｍｉｎｇ ａｎｄ ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ ｗｅｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｌｌｙｌ ｆａｔｔｙ ａｌｃｏｈｏｌ ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
烯丙基 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 红 外 光 谱 如 图 １
所示：
图 １ 烯 丙 基 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 的 红 外 光 谱 图
烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚 的 制 备 在 ５００ ｍＬ 高 压 釜 中 进 行 。 反 应 步 骤 如 下 ：（１）向 高 压 釜 中 加 入 一 定摩尔比的 ＡＥＯ－７和 氢 氧 化 钠；（２）氮 气 置 换 出 反 应 釜 中 的 空 气 ，共 进 行 ３ 次 ；（３）开 启 搅 拌 ，升 高 反 应 釜 温 度 至 设 定 温 度 ，进 行 反 应 ；（４）反 应 完 成 后 ，降 温 至３０℃，加入一定量的烯丙基氯；（５）控 制 反 应 放 热 温度小于６０℃，在 不 加 热 的 条 件 下 反 应 ２ｈ；（６）反 应结束后，对反应 混 合 物 进 行 热 水 洗 涤，静 置 分 层，
收 稿 日 期 ：２０１３－０４－２８；修 回 日 期 ：２０１４－０２－２１ 作 者 简 介 ：杨 卉 艳 （１９８０－）；女 ，硕 士 ，工 程 师 ，主 要 从 事 表 面 活 性 剂 合 成 的 科 研 工 作 。ｍｏｂｕｅ：１３５１３６１９４１５；Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｈｙ０７５２＠１６３．ｃｏｍ。
摘 要：以脂肪醇聚氧乙烯醚、氢氧化钠以及烯丙基氯为主要 原 料，合 成 了 烯 丙 基 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚。在优化的反应工艺条件下，产品总收率可达９５％（以脂肪醇聚氧乙烯醚为基准计算）。 使用红 外光谱对中间体烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚进行了结构鉴定，并测试了 产 品 和 原 料 的 表 面（界 面）性 能（γｃｍｃ，πｃｍｃ，ｃｍｃ，πｃｍｃ，ｐＣ２０，Γｍ ，Ａｍ）以及应用性能（润湿、乳化、泡沫）。结果表明，产品表面性 能 变 化 不 大 ，并 且 具 有 低 泡 及 润 湿 性 能 优 良 的 特 点 。 关 键 词 ：烯 丙 基 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 ；合 成 ；性 能 中 图 分 类 号 ：ＴＱ４２３．１１ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０３６７－６３５８（２０１４）０３－０１４６－０５
第３期
化 学 世 界
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（２）脂肪醇聚氧 乙 烯 醚 与 固 体 氢 氧 化 钠 在 有 机 溶 剂 存在的条件下 进 行 反 应 。 ［７］ 上 述 方 法 （１）在 反 应 过 程中需要加入相转 移 催 化 剂，相 转 移 催 化 剂 难 以 从 产 物 中 分 离 ；另 外 ，在 氢 氧 化 钠 水 溶 液 中 进 行 烯 丙 基 脂肪醇聚氧乙烯醚 的 合 成，体 系 中 的 水 影 响 了 反 应 平衡，转化率低。方法 （２）采 用 了 有 机 溶 剂，反 应 转 化率虽然有所提高，但 使 用 有 机 溶 剂 必 然 带 来 环 境 问 题 ，在 工 程 中 还 需 要 增 加 溶 剂 脱 除 等 设 备 单 元 ，增 加了反应成本。本文以脂肪醇聚氧乙烯醚为起始原 料，使用烷基封端技 术 对 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 进 行 烯 丙基化，具有反应过 程 中 不 使 用 相 转 移 催 化 剂 以 及 溶 剂 ，反 应 时 间 短 、转 化 率 高 的 特 点 。
在脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 分 子 中 引 入 烯 丙 基，改 变 了 分 子 结 构 ，在 碳 链 长 度 不 变 的 情 况 下 ，增 加 了 分 子 的疏水性。分子结构的变化引起表面性能及应用性 能的变化，本文对产 品 的 表 面 性 能 及 应 用 性 能 进 行 了 测 试 ，为 产 品 的 应 用 提 供 相 关 参 考 。 １ 实 验 部 分 １．１ 试 剂 与 仪 器
脂肪醇 聚 氧 乙 烯 醚 （ＡＥＯ－７），工 业 级，吉 林 石 化 ；烯 丙 基 氯 ，分 析 纯 ，阿 拉 丁 试 剂 ；氢 氧 化 钠 ，分 析 纯 ，上 海 试 剂 厂 。
红外光谱仪：２７３－３０ 型红外光谱仪，日本 Ｈｉｔａ－ ｃｈｉ公 司 ；表 面 张 力 仪 ：Ｋ１２ 型 表 面 （界 面 ）张 力 仪 ，德 国 Ｋｒüｓｓ公司。 １．２ 烯 丙 基 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 的 合 成 及 表 征 方 法
氧乙烯基，端基含 有 双 键，具 有 活 泼 的 化 学 性 质，可 以作为特种表面活 性 剂 合 成 的 中 间 体，如 脂 肪 醇 聚 氧乙烯醚磺酸盐等 。 ［１－４］
烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚的制备方法有以下几 种：（１）脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 与 氢 氧 化 钠 固 体 或 水 溶 液，在 相 转 移 催 化 剂 存 在 的 条 件 下 进 行 反 应 。 ［５，６］
烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚的合成采用威廉森反 应 进 行 ，脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 首 先 与 氢 氧 化 钠 反 应 ，生 成脂肪醇聚氧乙烯 醚 醇 钠，脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醇 醚 钠 接着与烯丙基氯进行 ＳＮ２ 亲 核 取 代 反 应，生 成 产 物 烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚与氯化钠。
１ １．１ １．２ １．３ １．４ ９０．１ ９２．７ ９５．８ ９５．４ ９４．６
从 表 １ 中 可 以 看 出 ，在 一 定 的 反 应 条 件 下 ，随 着 氢 氧 化 钠 用 量 的 增 加 ，反 应 收 率 增 加 ，当 氢 氧 化 钠 与 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 的 摩 尔 比 达 到１．２时 ，反 应 收 率 达 到９５．８％ ，而 当 氢 氧 化 钠 用 量 继 续 增 加 时 ，反 应 收 率 开始下降。 ２．１．３ 烯丙基氯 用 量 对 烯 丙 基 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 收率的影响
在ｎ（脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 ）∶ｎ（氢 氧 化 钠 ）＝１∶ １．２，反应温度 １２０℃，反 应时间为 ２ｈ 的 条 件 下，考 察了 烯 丙 基 氯 用 量 对 反 应 收 率 的 影 响，结 果 如 表 ２ 所示：
表 ２ 烯 丙 基 氯 对 收 率 的 影 响
ｎ（氢 氧 化 钠 ）∶ｎ（脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 ）