可生物降解無磷洗滌助劑P(MA-co-taurine)的合成及性能研究.pdf

1、長期以來，以三聚磷酸鈉(STPP)為代表的含磷洗滌助劑因助洗效果好，在合成洗滌劑工業(yè)中得到了廣泛的應用，但STPP容易引起水體的富營養(yǎng)化，嚴重影響生態(tài)環(huán)境，目前多個國家已經(jīng)實行限磷、禁磷?，F(xiàn)在常用的無磷洗滌助劑替代品聚丙烯酸鈉及丙烯酸類共聚物，助洗效果好，但生物降解性差，長期積累也會引起環(huán)境問題。聚環(huán)氧琥珀酸鈉是一種良好的洗滌助劑，可生物降解，可以使用在洗滌助劑行業(yè)，它螯合鈣鎂離子的能力相對較強，但是分散性較差，研究表明在聚合物的結(jié)構(gòu)中

2、引入磺酸基可以提高聚合物的分散性能。本文研究設計了以?；撬岷婉R來酸酐為原料，經(jīng)過酰胺化、環(huán)氧化和陰離子開環(huán)聚合得到聚環(huán)氧N-馬來酰-2-氨基乙磺酸鈉，在分子結(jié)構(gòu)中引入磺酸基以提高分散性能，對助洗性能進行改性。其具體工作如下:
　　首先以?；撬岷婉R來酸酐為原料，在低溫條件下，以水和丙酮混合溶液為溶劑，合成中間產(chǎn)物N-馬來酰-2-氨基乙磺酸，用熔點測試、元素分析法、GC-MS測試、FTIR、1H-NMR對N-馬來酰-2-氨基乙磺酸的化

3、學結(jié)構(gòu)進行了表征。分別對合成條件、反應機理和反應的影響因素進行了分析，對反應的工藝條件進行考查，發(fā)現(xiàn)反應時間5h，反應溫度為5℃，氫氧化鈉含量（與馬來酸酐的物質(zhì)的量的比）為2∶1，馬來酸酐含量（與?；撬岬奈镔|(zhì)的量的比）為1.05∶1下，第一步反應的產(chǎn)物的收率達到97.4％。
　　以鎢酸鈉為催化劑，雙氧水為氧化劑，發(fā)生環(huán)氧化反應生成環(huán)氧N-馬來酰-2-氨基乙磺酸。用熔點測試、元素分析法、GC-MS測試、FTIR、1H-NMR對環(huán)氧N

4、-馬來酰-2-氨基乙磺酸的化學結(jié)構(gòu)進行了表征。對反應的工藝條件進行考查，發(fā)現(xiàn):反應溫度65℃，催化劑用量（與N-馬來酰-2-氨基乙磺酸的物質(zhì)的量的比）為0.012∶1，雙氧水用量（當N-馬來酰-2-氨基乙磺酸的物質(zhì)的量為0.1mol）為12mL，反應過程中pH控制在4-5之間，第二步反應的產(chǎn)物的收率達到96.9％。
　　環(huán)氧N-馬來酰-2-氨基乙磺酸在催化劑氫氧化鈣的作用下，在高溫的水溶液中進行陰離子開環(huán)聚合，生成聚環(huán)氧N-馬來酰

5、-2-氨基乙磺酸鈉，用紅外光譜和1H-NMR表征了聚合物的結(jié)構(gòu)。通過單因素實驗考察了反應時間、反應溫度、氫氧化鈣用量對共聚物助洗性能的影響，并通過正交試驗設計得出了合成共聚物的最佳工藝條件，即反應溫度為95℃，反應時間為6小時，引發(fā)劑氫氧化鈣用量為4％。所得聚合物的螯合力可達到326.8 mgCaCO3/g，分散力可達124.9 mgCaCO3/g。
　　利用XRD測試了聚環(huán)氧N-馬來酰-2-氨基乙磺酸鈉共聚物的結(jié)晶性能，結(jié)果顯示

6、共聚物為無定型態(tài)，這種特性的共聚物有助于生物降解。用凝膠滲透色譜(GPC)對聚環(huán)氧N-馬來酰-2-氨基乙磺酸鈉的質(zhì)均分子量進行了測試，結(jié)果表明:在特定條件下，聚環(huán)氧N-馬來酰-2-氨基乙磺酸鈉質(zhì)均分子量在1200-3500g/mol之間，多分散系數(shù)在1.06-1.11之間。用搖床實驗法測定了共聚物的生物降解性，發(fā)現(xiàn)其具有良好的生物降解性。與三聚磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、聚環(huán)氧琥珀酸鈉等洗滌助劑進行比較，洗滌性能良好，是一種新型綠色環(huán)保無磷洗滌