烷基酚类双子表面活性剂的合成及其性能研究

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，γ CMC = 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，γ CMC = 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。