烷基酚类双子表面活性剂的合成及其性能研究

论文摘要

本文研究了烷基酚类双子表面活性剂的合成、表征及其性能。以脂肪酸、苯酚为原料,经酰化反应、酯化反应、Fries重排、黄鸣龙还原等步骤,得到正构长链烷基酚,再与多聚甲醛在酸性催化剂下进行缩合反应,生成二（2-羟基-5-长链烷基苯基）甲烷,用核磁共振氢谱和碳谱、红外光谱对产物进行了结构鉴定。据上述反应路线,以工业品壬基酚和多聚甲醛为原料,合成出了二（2-羟基-5-壬基苯基）甲烷,并对其工艺条件进行了研究。结果表明,选用固体酸A作催化剂,烷基酚和甲醛配比为2:1,130℃反应4h,产物产率达到60.1%,且反应转化率和选择性分别为63.1%和95.3%。将中间体二（2-羟基-5-壬基苯基）甲烷与环氧乙烷在碱性条件下加成反应,通过改变反应物配比等因素来控制环氧乙烷加成数,得到一系列具有不同亲水基长度（加成数m分别为4、7、10、15、20、30）的非离子双子表面活性剂。并进行了性能测定,结果为:壬基酚聚氧乙烯醚NP-10及其二聚体GNP-10的HLB值均为13.6; NP-10溶液（1%, wt）的浊点为60℃,GNP-10溶液（1%, wt）的浊点为53℃;水溶液中GNP-10的CMC = 0.0242 mmol·L-1,γCMC = 38.3 mN·m-1,与其相应的传统表面活性剂NP-10的CMC = 0.0775 mmol·L-1,γCMC = 40.2 mN·m-1。由此说明这种新型双子表面活性剂具有较高的表面活性。GNP-10的表观黏度随剪切速率增加明显降低,是假塑性流体;NP-10表现为近似牛顿性。在相同剪切速率下,GNP-10的表观黏度要大于NP-10。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1-1 表面活性剂的介绍
• 1-1-1 表面活性剂的定义及分类
• 1-1-2 非离子表面活性剂的概念、特征和分类
• 1-1-3 表面活性剂的应用简介
• 1-2 非离子表面活性剂的性质简介
• 1-2-1 亲水亲油平衡（HLB）值
• 1-2-2 临界胶束浓度（CMC）
• 1-2-3 流变性
• 1-2-4 浊点
• 1-3 双子表面活性剂的研究进展
• 1-3-1 双子表面活性剂概述
• 1-3-2 双子表面活性剂的制备
• 1-4 本论文研究的内容、目的和意义
• 第二章 实验方法
• 2-1 实验试剂及设备
• 2-1-1 实验试剂及规格
• 2-1-2 实验仪器设备及型号
• 2-2 实验原理
• 2-2-1 二（2-羟基-5-长链烷基苯基）甲烷合成机理
• 2-2-2 环氧乙烷加成反应机理
• 2-3 实验装置
• 2-3-1 二聚体合成反应装置图
• 2-4 实验方法
• 2-4-1 分子筛的处理方法
• 2-4-2 分离方法
• 2-4-3 烷基酚及其二聚体的环氧乙烷加成反应
• 2-4-4 烷基酚聚氧乙烯醚及其二聚体的性能测定
• 第三章 二（2-羟基-5-长链烷基苯基）甲烷的制备
• 3-1 前言
• 3-2 实验方法
• 3-2-1 探索实验
• 3-2-2 正构长链烷基酚的合成
• 3-2-3 二（2-羟基-5-长链烷基苯基）甲烷的合成
• 3-2-4 二（2-羟基-5-壬基苯基）甲烷的合成
• 3-3 结果与讨论
• 3-3-1 NMR 谱分析和FTIR 谱分析
• 3-3-2 反应条件对正构长链烷基酚合成的影响
• 3-3-3 反应条件对缩合反应的影响
• 3-4 小结
• 第四章 烷基酚聚氧乙烯醚双子表面活性剂的性能研究
• 4-1 烷基酚聚氧乙烯醚及其二聚体的性质测定
• 4-1-1 HLB 值的测定
• 4-1-2 壬基酚聚氧乙烯醚浊点的测定
• 4-1-3 表面张力和临界胶束浓度（CMC）的测定
• 4-1-4 流变性的测定
• 4-2 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间所取得相关科研成果