精细化工工艺学论文一种非离子表面活性剂的研究——脂肪醇聚氧乙烯醚.doc

一种非离子表面活性剂的研究——脂肪醇聚氧乙烯醚 摘要：文章通过对脂肪醇聚氧乙烯醚的合成工艺以及对其不同样品进行性能检测，进行初步的研究。 关键词：表面活性剂 脂肪族聚氧乙烯醚 合成 泡沫性能 去污能力 一．产品简介 表面活性剂的一个最重要性能就是在加入很少量时即能大大降低溶液的表面张力，改变体系的表(界)面组成与结构。表面活性剂的许多实际应用就是依赖于其降低液体表面张力的能力。 脂肪醇聚氧乙烯醚(AE)，又称为聚乙氧基化脂肪醇是非离子表面活性剂中发展最快、用量最大的品种用以下通式表示：R-O-(CH2CH2O)n-H 二．合成工艺 2.1合成工艺条件的选择 一般是用C10-C18的伯醇或仲醇在碱性催化剂（NaOH）存在时与环氧乙烷反应，在130-180°C，0.2-0.5MPa下得到脂肪醇聚乙烯醚。 近年来，通过实验研究表明，提高反应压力有利于提高生产能力，但不利于分子量分布。而醇醚的分子量分布，对其表面活性有较明显的影响，窄分子量的醇醚要比相应的宽分子量分布具有更好的表面活性。反应温度是决定反应速率的另一个很重要因素，提高反应温度有利于加快反应，当反应温度增加20°C，反应速率则提高1倍。但是反应温度过高时会产生副反应，发生不饱和链的反应。分子量越高，就会越容易发生链重排生成不饱和链。因此分子量较高时，应在较低反应温度下反应，以减少不饱和链的生成。醇醚制备的反应温度通常是用C10-C18的伯醇或仲醇在碱性催化剂（NaOH）存在时与环氧乙烷反应，在130-180°C，0.2-0.5MPa，催化剂用量为起始剂的0.1%-0.5%下得到脂肪醇聚乙烯醚。 2.2反应器的选择 普利斯公司对传统乙氧基化反应器结构进行改革，反应器采用新的设计，是细小的起始剂脂肪醇液分散到连续气相环氧化合物中，显著地增加气液相接触面，从而能在动力学控制下进行反应。 釜式反应器的工艺流程示意下图。 图1 釜式普利斯反应器的工艺流程图 普利斯反应器具有如下特点： 提高反应器的反应效率和生产能力。同时由于反应接触面积增加，提高了反应速率，且反应均匀。故在反应过程中，最终产品的分子量分布较窄，未反应的脂肪醇和游离的量明显减少。由于反应快，生产周期短，所以产品醇醚色泽好，无需脱色处理，重复性好，从而保证了产品质量； 由于反应器没有机械传动部件，消除了因转动引动的静电及泄露，从而提高了装置的安全性； 反应速度高，成本科大幅度减低。 三．性能分析 3.1脂肪醇聚乙烯醇醚的亲水性 各种脂肪醇聚氧乙烯醚的水数和浊点测试结果如下图所示: 图2 各种AEO的水数 图3 各种AEO的浊点 经验表明, AEO-3的水数表明了脂肪醇聚氧乙烯醚亲水性和亲油性的趋势, 水数的高低和AES的黏度以及泡沫有一定的关系。影响浊点的主要因素应该是环氧乙烷( EO)的加成数目, 由于碳链的长度不同, 支链率的变化对AEO浊点的影响没有明显的规律。 3.2泡沫性能 各种脂肪醇聚氧乙烯醚的泡沫性能如下图所示： 图4 各种AEO的泡沫性能图 泡沫性能测试结果表明, EO数低的AEO其泡沫能力相对低, 支链程度高的AEO泡沫能力相对低一些，高碳链的AEO泡沫能力低于低碳链的AEO。 3.3去污能力 图5 各种AEO的去污能力 去污力测试结果表明, 当AEO表面活性剂作为主要活性成分时, 去污力随不同的AEO有不同结果。从EO平均分布看, EO数低的AEO去污力低于EO数高的AEO; 支链程度的变化表明, 去污力和支链程度的变化没有直接的线性关系。 通过对不同AEO测试结果表明, 支链程度高的产品如XP、XL等系列产品的润湿能力明显高出其他支链化程度低的产品, 支链化程度对脂肪醇聚氧乙烯醚的润湿力影响最大。 结论 脂肪醇聚氧乙烯醚作为一种非离子表面活性剂，具有的良好的去污力、抗硬水性、较低的刺激性，生物降解性能好、泡沫低且乳化、去污性能良好。生产工艺较为成熟，如今已经被广泛使用在乳化剂、润湿剂、净化剂等。在高效精练清洗、油漆涂料、造纸、农药化肥、干洗、纺织品处理和油田开采上同样具有广泛的使用价值。 参考文献 [1] 《精细化工概论》 黄肖蓉 徐卡秋 主编 化学工业出版社 [2]《浅析高质量脂肪醇聚氧乙烯醚的生产》 张俊《技术进展》2011年第17期 [3《]窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚的现状与发展趋势》 姚春莹 刘伟 《河北化工》 第32卷第3期 [4]《关于脂肪醇聚氧乙烯醚生产过程控制的理论依据和经验总结》 郭宏顺 《精细石油化工》 1998年1月 [5]《支链化脂肪醇聚氧乙烯醚的结构和性能研究》 陈志峰 《日用化学品科学》 第29卷第8期 [6]《脂肪醇聚氧乙烯醚》 石英华 《沈阳化工》 1993年第6期 [7]《脂肪醇聚氧乙烯醚