非离子表面活性剂腰果基葡糖酰胺的合成及其性能研究

摘要

随着社会科技的进步和人们环保意识的增强,安全低毒的表面活性剂日益受到人们的重视。因此开发以天然产物为原料的对人体无刺激、易生物降解、对环境无危害的绿色表面活性剂具有重要的现实意义和应用价值。3-间十五烷基酚是一种从腰果壳液中提取的具有重要开发和应用价值的化工原料,因其价廉易得、绿色环保且易于生物降解,可用于生产绿色化工产品,具有广阔的市场应用前景。本论文以3-间十五烷基酚为原料合成了腰果基葡糖酰胺,并测定其相关性能。
　　 首先,本文以3-间十五烷基酚为原料,通过三步反应合成了腰果基葡糖酰胺,通过元素分析、IR、1H-NMR.13C-NMR分别对各步反应的产物结构进行了表征,并对其合成工艺条件进行了优化,得到了较佳的工艺条件。第一步制备腰果基环氧丙烷的适宜工艺条件为:丙酮作溶剂,原料配比n(酚):n(环氧氯丙烷)=1:6,反应温度57℃,反应时间48 h;第二步制备二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺的适宜工艺条件为:乙醇作溶剂,原料配比n(二乙三胺):n(葡萄糖酸-δ-内酯)=1:1.1,反应温度35℃,反应时间4 h;第三步制备最终产物腰果基葡糖酰胺的适宜工艺条件为:DMSO作溶剂,原料配比n(腰果基环氧丙烷):n(二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺)=1:1.5,反应温度80℃,反应时间10 h。该实验条件下,三步反应得到目标产物的总收率高达49.6％。
　　 此外,本文使用滴体积法测定了一定温度范围内不同浓度下腰果基葡糖酰胺非离子表面活性剂的表面张力,并通过绘制γ-cmc曲线得到该非离子表面活性剂的cmc值为5 mmol/L,临界表面张力为35.32 mN/m。
　　 同时,本文采用乌氏粘度计与比重瓶测定了腰果基葡糖酰胺非离子表面活性剂的水溶液在298.15 K~333.15 K温度范围,0.5 mmol/L~20 mmol/L浓度范围内的黏度与密度数据。运用VTF方程,采用MatLab软件,对进行所得数据进行处理,结果表明所得实验值与理论计算值相比,总的平均相对偏差为0.89%,实验数据可靠,为所合成产物进行工业化应用提供了理论基础。
　　 最后,对目标产物的泡沫性能和皮肤刺激性进行测试。泡沫性能的实验数据表明:产物具有优良的泡沫性能,泡沫丰富、洁白细腻、起泡性好;皮肤刺激性测试结果表明:产物的皮肤刺激性较小,对人体危害较低,安全低毒。