生态纺织助剂聚甘油脂肪酸酯的合成及应用性能研究

论文摘要

聚甘油脂肪酸酯是一种近年来新开发应用的表面活性剂,具有乳化、增溶、分散、消泡等性能,由于其安全、绿色环保,被应用于食品添加剂、石油化工、医药卫生、化妆品、塑料加工等多种领域。在纺织领域,聚甘油脂肪酸酯的应用刚起步,其品种单一,使用性能未得到拓展。在当前人们注重生态、绿色环保的情况下,研究开发聚甘油脂肪酸酯表面活性剂及其作为纺织助剂的应用具有重要意义。本文以甘油为原料,通过对反应条件(温度、催化剂用量、出水量)控制,合成两种不同聚合度(n=3、5)的聚甘油,同时选取了四种不同的脂肪酸,合成了一系列聚甘油二脂肪酸酯样品。测定了合成样品的基本性能(酸值、皂化值、羟值、表面张力1),并根据脂肪酸酸值与样品皂化值计算出样品的HLB值。测试结果表明本实验方法合成的产品的部分性能达到国外产品性能指标。本文探讨了聚甘油二脂肪酸酯对不同织物的平滑性、润湿性和抗静电性效果,分析、比较了不同聚合度、脂肪酸种类和整理液浓度对它们的影响。测试结果表明:(1)平滑性:将合成样品调制成不同浓度的整理液,对棉织物进行处理,采用二浸二轧工艺,经过处理后,棉织物的平滑性提高了15%～25%;(2)抗静电性:将合成样品调制成不同浓度的整理液,对涤纶织物进行处理,采用二浸二轧工艺,经处理后,涤纶织物表面的感应/摩擦静电压下降较明显,涤纶织物的表面感应/摩擦静电压为4122V,经过处理之后的涤纶织物的表面感应/摩擦静电压最小至1258V,获得了较好的整理效果。(3)润湿性:三聚甘油二油酸酯溶液对涤纶织物的润湿效果最好。本文还探讨了将聚甘油二脂肪酸酯添加在木薯淀粉浆料中以改善淀粉浆膜韧性可行性应用。配制浓度为6%的木薯淀粉浆液,加入不同量的聚甘油二脂肪酸酯(相对于淀粉干重),浇制成淀粉浆膜。成膜结果表明:纯淀粉浆膜碎裂为许多小块,无法得到测试所需要的样本规格:20cm×2.5cm,而加入了合成样品的淀粉浆膜较完整,可得到测试所需要的样本规格。测试了浆膜的弯曲刚度,并分析了不同聚合度、脂肪酸种类和添加量对淀粉浆膜韧性的影响,最终得到效果较好的聚甘油二脂肪酸酯的分子结构信息。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 聚甘油脂肪酸酯简介
• 1.2 聚甘油脂肪酸酯的性质
• 1.3 聚甘油脂肪酸酯的应用
• 1.4 聚甘油脂肪酸酯的分子结构及合成方法介绍
• 1.5 聚甘油脂肪酸酯在国内外的发展状况
• 1.6 本课题研究意义、目的和内容
• 第二章 聚甘油脂肪酸酯的合成
• 2.1 合成路线及工艺参数确定
• 2.2 甘油聚合及其酯化反应机理分析
• 2.3 主要原料及实验仪器
• 2.4 中间体聚甘油的制备
• 2.5 聚甘油脂肪酸酯的制备
• 2.6 聚甘油二脂肪酸酯的分子结构
• 2.7 小结
• 第三章 聚甘油脂肪酸酯的基本性能研究
• 3.1 酸值
• 3.2 皂化值
• 3.3 羟值
• 3.4 表面张力
• 3.5 HLB值计算
• 3.6 小结
• 第四章 聚甘油脂肪酸酯的应用性能
• 4.1 聚甘油脂肪酸酯对棉织物的平滑性
• 4.2 聚甘油脂肪酸酯对涤纶织物的抗静电性
• 4.3 聚甘油脂肪酸酯对涤纶织物的润湿性
• 4.4 聚甘油脂肪酸酯对淀粉浆膜的增韧性
• 4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 不足与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢