醚-酯型季銨鹽陽離子表面活性劑的合成與應(yīng)用.pdf

1、本文通過大量參考文獻(xiàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對醇醚型季銨鹽陽離子表面活性劑及新型醚-酯季銨鹽陽離子表面活性劑作了詳細(xì)論述。醇醚型季銨鹽表面活性劑是在原有長鏈烷基季銨鹽結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引入醚鍵及醇羥基，使該表面活性劑除了具有柔軟、抗靜電、乳化、消毒殺菌等多種性能外，還具有高水溶性、高表面活性等特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)及性質(zhì)上的獨(dú)到之處，使其能在洗滌、紡織、油田、礦物浮選、造紙等多個行業(yè)得以應(yīng)用。
　　 將醇醚季銨鹽中的醇羥基酯化后便得到新型雙長鏈醚-酯型季銨鹽

2、，雙長鏈烷基進(jìn)一步增大了表面活性劑的柔軟性、抗靜電性及乳化力等性能，酯基結(jié)構(gòu)由于其較好的生物降解性和對水生物無毒性的特點(diǎn)成為環(huán)境友好型表面活性劑開發(fā)的重點(diǎn)。以這兩種結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)合成的新型醚-酯季銨鹽陽離子表面活性劑必定應(yīng)用價值高、市場前景廣闊。
　　 本文以環(huán)氧氯丙烷(ECH)、三乙胺鹽酸鹽(triethylamine hydrochloride THC)、脂肪醇等為原料先合成出醇醚型季銨鹽陽離子表面活性劑3-十四烷氧基-2-羥基

3、丙基三乙基氯化銨(3-tetradecyl alkoxy-2-hydroxy propyl triethyl ammonium chloride THTAC）。進(jìn)一步與硬脂酰氯反應(yīng)合成出醚酯型季銨鹽陽離子表面活性劑3-十四烷氧基-2-硬脂酰氧基丙基三乙基氯化銨(3-tetradecyl alkoxy-2-stearoyl oxy propyl triethyl ammonium chloride TSTAC)。
　　 3-十四烷

4、氧基-2-羥基丙基三乙基氯化銨(THTAC)是一種典型的陽離子醇醚型表面活性劑，可廣泛應(yīng)用于紡織、造紙、環(huán)境保護(hù)等眾多領(lǐng)域。本文通過兩種路線對其合成方法進(jìn)行了研究。
　　 第一種合成方法：以十四醇、環(huán)氧氯丙烷及氫氧化鈉為原料在相轉(zhuǎn)移催化條件下反應(yīng)得到中間體十四烷基縮水甘油醚(tetradecyl glycidyl etherTGE)，最佳反應(yīng)條件為：n(C14H29OH):n(ECH):n(NaOH)=1:2：1.2，反應(yīng)時間4

5、h，反應(yīng)溫度50℃。經(jīng)此條件下處理后，中間體TGE收率可達(dá)到86.9％。以該中間體為原料和三乙胺鹽酸鹽(THC)進(jìn)一步反應(yīng)后得到3-十四烷氧基-2-羥基丙基三乙基氯化銨(THTAC)。最佳反應(yīng)條件為：n(TGE):n(THC)=1:1，反應(yīng)溫度30℃，反應(yīng)時間3.5h，此條件下終產(chǎn)物收率可達(dá)89.7％。
　　 第二種合成方法：先用三乙胺鹽酸鹽(THC)與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)得到醚化劑3-氯-2-羥丙基三乙基氯化銨(3-chloro-2

6、-hydroxy-propyl triethylammonium chloride CTA)。醚化劑CTA的最佳合成條件：n(ECH):n(THC)=1:1，pH=9，反應(yīng)溫度35℃，反應(yīng)時間4h，在此條件下測定產(chǎn)物CTA產(chǎn)率為88.9％。之后繼續(xù)與十四醇鈉反應(yīng)，得到醇醚型陽離子季銨鹽表面活性劑3-十四烷氧基-2-羥基丙基三乙基氯化銨，較優(yōu)反應(yīng)條件為：四氫呋喃為溶劑，n(C14H29OH):n(CTA)=1:1，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時間

7、6h，產(chǎn)率達(dá)到92.2％。
　　 用上述醇醚型季銨鹽陽離子表面活性劑3-十四烷氧基-2-羥基丙基三乙基氯化銨(THTAC)為原料進(jìn)一步與硬脂酰氯反應(yīng)后得到醚-酯型陽離子表面活性劑3-十四烷氧基-2-硬脂酰氧基丙基三乙基氯化銨(TSTAC)，通過正交試驗(yàn)確定最佳合成條件為：1，4二氧六環(huán)為溶劑，n(THTAC):n（硬脂酰氯）：n（吡啶）=1:1:1，回流加熱反應(yīng)3h，TSTAC收率為93.5％。
　　 3-十四烷氧基-2

8、-硬脂酰氧基丙基三乙基氯化銨(TSTAC)，可應(yīng)用在紡織工業(yè)，作為織物的柔軟整理劑，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的難生物降解的表面活性劑型柔軟劑，并且能改善雙酯型結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性。
　　 分別采用紅外、氫核磁及元素分析等手段對醇醚型表面活性劑3-十四烷氧基-2-羥基丙基三乙基氯化銨(THTAC)及醚-酯型季銨鹽表面活性劑3-十四烷氧基-2-十八酰氧基丙基三乙基氯化銨(TSTAC)做表征；對兩種物質(zhì)的表面活性、發(fā)泡力及穩(wěn)泡性能、乳化性能等做了測定；對