脂肪酸酯季铵盐表面活性剂的合成与性能研究

论文摘要

脂肪酸酯季铵盐表面活性剂是近些年发展起来的一类新型表面活性剂,具有许多良好的性能。此类表面活性剂对皮肤、眼睛的刺激性低,毒性小,由于酯基的引入使其容易生物降解,符合现今国际社会的“环保”、“绿色”的要求。其广泛应用于纺织行业,也可用在洗发、护发,皮革保护,油田杀菌及原油乳化等多个领域中。本文用脂肪酸、环氧氯丙烷和三乙胺为原料,通过酯化、季铵化合成了N-脂肪酰氧基（2-羟基）丙基-N,N,N-三乙基氯化铵。探索了反应物摩尔比、反应时间、反应温度等因素对反应的影响,最终确定了反应条件,并对产物进行红外光谱分析。脂肪酸（3-氯-2-羟基）丙酯的反应条件为:苄基三乙基氯化铵为催化剂,脂肪酸与环氧氯丙烷的摩尔比为1.0:1.2,反应温度为80℃,反应时间为8 h;最终产物N-脂肪酰氧基（2-羟基）丙基-N,N,N-三乙基氯化铵的反应条件为:异丙醇为溶剂,反应温度为80℃,3-氯-2-羟基脂肪酸丙酯与三乙胺的摩尔比1.0:1.8,反应时间为25 h,产物的活性物含量均大于96.5%。对产物的表面张力、缓蚀性能、乳化性能、防膨性能和泡沫性能进行了研究,实验结果表明:脂肪酸酯季铵盐表面活性剂的表面张力比烷基季铵盐表面活性剂低;在30℃下,浓度60 mg/L时,缓蚀效率达到90.0%;质量分数达到2.0%时,对膨润土防膨率都大于90%;对原油有很好的乳化作用,泡沫性能稳定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 综述
• 1.1 脂肪酸的生产现状
• 1.2 脂肪酸系表面活性剂
• 1.2.1 阴离子表面活性剂
• 1.2.2 阳离子表面活性剂
• 1.2.3 非离子表面活性剂
• 1.2.4 两性表面活性剂
• 1.2.5 Gemini 表面活性剂
• 1.3 脂肪酸酯季铵盐表面活性剂
• 1.3.1 合成工艺
• 1.3.2 性能特点
• 1.3.3 应用领域
• 1.4 本课题的主要工作
• 1.4.1 目的与意义
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 脂肪酸（3-氯-2-羟基）丙酯的合成
• 2.1 仪器及药品
• 2.2 反应原理
• 2.3 反应步骤
• 2.4 测试与表征
• 2.4.1 酸值的测定
• 2.4.2 羟值的测定
• 2.4.3 结构表征
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 脂肪酸与ECH 摩尔比对酯化率的影响
• 2.5.2 反应时间对酯化率的影响
• 2.5.3 反应温度对酯化率的影响
• 2.5.4 红外谱图分析
• 第三章 脂肪酸酯季铵盐表面活性剂的合成
• 3.1 仪器与药品
• 3.2 反应原理
• 3.3 反应步骤
• 3.4 测试与表征
• 3.4.1 氯离子含量的测定
• 3.4.2 活性物含量的测定
• 3.4.3 结构表征
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 反应时间和溶剂种类对产物收率的影响
• 3.5.2 反应温度对产物收率的影响
• 3.5.3 反应物摩尔比对产物收率的影响
• 3.5.4 产物的提纯
• 3.5.5 活性物含量的测定
• 3.5.6 红外谱图分析
• 第四章 脂肪酸酯季铵盐表面活性剂的性能研究
• 4.1 表面张力的测定
• 4.1.1 实验原理
• 4.1.2 实验步骤
• 4.1.3 实验结果
• 4.2 缓蚀性能的测定
• 4.2.1 实验原理
• 4.2.2 实验步骤
• 4.2.3 实验结果
• 4.3 乳化性能的测定
• 4.3.1 乳化作用原理
• 4.3.2 实验步骤
• 4.3.3 实验结果
• 4.4 防膨性能的测定
• 4.4.1 实验原理
• 4.4.2 实验步骤
• 4.4.3 实验结果
• 4.5 泡沫性能的测定
• 4.5.1 泡沫性能
• 4.5.2 实验步骤
• 4.5.3 实验结果
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要