一種脂肪酸雙酯雙磺酸鹽表面活性劑及製備方法
2023-10-16 22:01:29 3
專利名稱：一種脂肪酸雙酯雙磺酸鹽表面活性劑及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種用於洗滌劑、增溶劑、乳化劑以及日用化學品和 用作三次採油驅油劑的脂肪酸雙酯雙磺酸鹽表面活性劑及製備方法。
背景技術：
20世紀90年代初興起的Gemini表面活性劑，成為人們的研究熱 點;'在Gemini表面活性劑中，兩個頭:基是靠聯結基團通過化學鍵連接 在一起的，由此促成了兩個表面活性劑單體相當緊密的聯結，使得兩 個疏水鏈間更容易產生較強的相互作用，即加強了疏水鏈間的疏水結 合力；其次，頭基間的排斥傾向因受制於化學鍵力而被大大削弱，這 就是Gemini表面活性劑比普通表面活性劑具有高表面活性的根本原因 所在。Gemini表面活性劑的獨特結構決定了它獨特的性能，例如具有 較高的表面活性、良好的增溶性、極低的cmc值、良好的水溶性、奇 異的流變性等性能。Gemini表面活性劑的臨界膠束濃度與傳統表面活 性劑相比，通常低l-3個數量級，在溶液界面的吸附能力比普通活性 劑大10 1000倍，這意味著Gemini表面活性劑比普通活性劑效率更 高以及使用濃度更低。
目前，烷基苯磺酸鹽表面活性劑是應用最廣泛的工業表面活性劑 和家用洗滌劑，廣泛用於家庭和工業洗滌劑、化妝品、實驗室、石油、 農藥、金屬加工中。這類表面活性劑的廢液進入水體後會聚集在水或 其它微粒表面，產生泡沬、發生乳化現象，從而阻斷水與空氣中氧氣 的交換，導致水質惡化，對環境造成極大的危害。因此，研究開發無 毒或低毒、生物降解性好、表面性能優異的綠色表面活性劑己成為表 面活性劑工業的重要發展方向。本發明的雙酯雙磺酸鹽表面活性劑， 具備一般Gemini表面活性劑的高表面活性、低臨界膠束濃度以及良好 的乳化功能，同時，本發明表面活性劑的酯鍵易於降解，屬於綠色環 保的表面活性劑。
發明內容
本發明的目的在於為了使表面活性劑具有較高的表面活性和極 低的臨界膠束濃度，同時易於降解、綠色環保，特提出一種脂肪酸雙 酯雙磺酸鹽表面活性劑及製備方法。
為了達到上述目的，本發明採用以下技術方案 一種脂肪酸雙酯 雙磺酸鹽表面活性劑，化學名稱為脂肪酸烷基雙酯雙磺酸鈉，該表面
活性劑代號為DES-n-m，其結構式如下
CnH2n+1，H-C-0~fCH2tO-C— H-CnH2n+1 S03Na S03Na
其中，n二5 30和m二2 20
該表面活性劑的製備方法是在三口燒瓶中，先加入烷基二醇 HO-[CH2]m-OH,其中m二2 20，.及三氯化碳溶液後，攪拌下滴加2倍摩 爾比的脂肪酸醯氯C凡^CH2C0C1，其中n二5^30，在溫度為7(TC下反 應8 12小時，反應完後用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌至pH二7，抽濾、50 。C下乾燥，製得白色固體脂肪酸烷基雙酯。苒取脂肪酸烷基雙酯加入 反應器中，以四氯化碳為回流溶劑，攪拌、在溫度為5(TC下恆速滴加 2.2倍摩爾比的磺化試劑，加熱至6(TC反應15 17小時，9(TC下老化 2 3小時，用雙氧水漂白30min，用鹼中和至pH二7，用氯仿/己醚混 合溶劑重結晶3次，抽濾得白色膏狀產品，4CTC抽真空乾燥得白色膏 狀物質，即為本發明產品脂肪酸烷基雙酯雙磺酸鈉。上述方法所述的 磺化試劑是用三氧化硫、氯磺酸、發煙硫酸的一種或兩種的組合。
合成該表面活性劑的反應方程式為 (1)酯化
2CnH2n+1CH2COCl+ HO-[CH2]m-OH ~~^ CnH2n+lCH2CG"g)H2^0.￡.C^.CnH2n+1
9 磺化 11
cCfi+1d^rtCH2^p-C CH2'CnH2n+1-CnH2n+^HCO~fCH2^p-C H-CnH2l>+1
NaOH j_ 、T I
S03Na S03Na
與現有技術相比，本發明的有益效果是(1)本發明的表面活性 劑屬於Gemini陰離子型表面活性劑，是一種結構新型的表面活性劑;
(2)本發明的製備方法簡單，反應條件溫和，操作方便，易於工業化 生產；(3)本發明的表面活性劑具有較高的表面活性和極低的臨界膠 束濃度，同時易於降解，是一類環保型的表面活性劑。
圖1為本發明產品棕櫚酸乙基雙酯雙磺酸鈉的紅外光譜圖。
具體實施方式
， 實施例l
(1) 棕櫚酸乙二醇雙酯的製備
取2mo1的棕櫚醯氯於三口燒瓶中，三氯化碳溶劑為回流劑，恆壓 滴加lmol乙二醇，70。C下反應8小時，反應完後用飽和碳酸氫鈉溶液 洗滌至pH二7，.抽濾，5CTC乾燥，得白色固體。
(2) 棕櫚酸乙二醇雙酯雙磺酸鈉的製備
取0. 5mo1的棕櫚酸乙二醇雙酯於三口燒瓶中，加入1000g四氯化 碳為回流溶劑，6(TC下攪拌，恆速滴加l.lmol氯磺酸，反應16小時 後，9(TC下老化3小時。6(TC下加入500ml雙氧水漂白30min後，用 氯仿/已醚重結晶3次，得到白色膏狀產品，4(TC抽真空乾燥，用NaOH 中和即為該表面活性劑。 實施例2
實施例1中所得最終產物結構用紅外光譜作了表徵，譜圖見圖1， 譜圖解析如下2919.09 cii^為-CH3的不對稱伸縮振動，2850.45 cm—1 為CH2對稱伸縮振動峰，1741.03 cm—'為-C二O伸縮振動峰；1469. 23 cm—1 為-CH廠變形振動，1228.50 cm一1， C-O伸縮振動，1043.36 cnT為S二O 對稱伸縮振動峰，717.81 cm—'為長鏈-CH2-擺動振動峰。 實施例3
表面活性劑的臨界膠束濃度(cmc)和表面張力是評價表面活性劑 性能的重要參數。本發明採用全量程旋轉滴表/界面張力儀TX-500C測 定產品的性能，實驗數據列於表l中。
表l.不同陰離子表面活性劑的表面性能(40°C)
表面活性劑
cmc/畫i r
Y
mN ra-
DES-8-2 DES-12-2 DES-14-2 SDS
0. 13 0.070 0. 0081
9.7
27.8 27. 2 26.2 34. 1
由上表可見，DES-n-m系列表面活性劑的cmc比同類型的表面活性 劑，如十二烷基磺酸鈉(SDS)，低l-3個數量級，並且表面張力也比 SDS要小，具有更高的表面活性。
權利要求
1.一種脂肪酸雙酯雙磺酸鹽表面活性劑，其特徵是化學名稱為脂肪酸烷基雙酯雙磺酸鈉，代號為DES-n-m，其結構式為其中，n＝5～30和m＝2～20。
2. 根據權利要求1所述的脂肪酸雙酯雙磺酸鹽表面活性劑，其特 徵是該表面活性劑的製備方法是在三口燒瓶中，先加入烷基二醇HO-[CH丄-OH，其中m二2 20，及三氯化碳溶液後，攪拌下滴加2倍摩 爾比的脂肪醯氯CnHMCH2C0Cl，其中n二5 30，在溫度為7(TC下反應 8 12小時，反應完後用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌至pH二7，抽濾、50°C 下乾燥，製得白色固體脂肪酸烷基雙酯；再取上述雙酯加入反應器中， 以四氯化碳為回流溶劑，攪拌、在溫度為50'C下恆速滴加2.2倍摩爾 比的磺化試劑，加熱至6(TC反應15 17小時，9(TC下老化3小時，用 雙氧水漂白30min，用氫氧化鈉中和至pH二7，用氯仿/己醚混合溶劑 重結晶3次，抽濾得白色膏狀產品，4(TC抽真空乾燥得白色膏狀物質， 即產品脂肪酸烷基雙酯雙磺酸鈉。
3. 根據權利要求2中所述的表面活性劑的製備方法，其特徵是 所述磺化試劑是用三氧化硫、氯磺酸、或發煙硫酸的一種或兩種的組formula see original document page 2
全文摘要
本發明涉及用於洗滌劑、增溶劑、乳化劑及三次採油驅油劑的一種脂肪酸雙酯雙磺酸鹽表面活性劑及製備方法。它具有較高表面活性和極低臨界膠束濃度，易於降解，綠色環保。該表面活性劑叫做脂肪酸烷基雙酯雙磺酸鈉，代號為DES-n-m。其製備方法在燒瓶中加入烷基二醇及三氯化碳溶劑後，攪拌下滴加2倍摩爾比的脂肪醯氯，在70℃下反應8～12小時，用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌至pH＝7，抽濾、乾燥，得白色固體。再將此固體加入反應器中，以四氯化碳為回流溶劑，攪拌、滴加2.2倍摩爾比的磺化試劑，反應16小時，老化3小時，漂白、加鹼中和後重結晶，得白色膏狀產品。該表面活性劑製備方法簡單、反應條件溫和，易於工業化生產，是一種環保型的表面活性劑。
文檔編號B01F17/00GK101357307SQ20081004596
公開日2009年2月4日 申請日期2008年8月30日 優先權日2008年8月30日
發明者葉仲斌, 力 樊, 洪 陳, 韓利娟 申請人:西南石油大學