【正文】 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 結(jié)果與討論 32 24小時水層： ；分 10mL 時間： 13 分 35秒 取 50ml 量筒，加入 1ml 苯和 19ml 1,4二氧六環(huán) 準(zhǔn)確稱量 左右的樣品。由此可見，已經(jīng)合成出了目標(biāo)產(chǎn)物琥珀酸基蓖麻油酸聚乙二醇酯雙子。配比分別為氯仿：甲醇（體積比） =19: 17: 15: 13: 11:1,結(jié)果如下圖 (左為蓖麻油酸點(diǎn)，中間為環(huán)己烷洗過的產(chǎn)品點(diǎn)，右為未用環(huán)己烷洗的粗產(chǎn)品點(diǎn)） 19:1 17:1 15:1 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 結(jié)果與討論 29 13:1 11:1 由圖中可以看出隨著展開劑極性增大，產(chǎn)品中不同物質(zhì)分離開。 琥珀酸酐和硼酸蓖麻油酸聚乙二醇酯的酯化階段：琥珀酸酐和蓖麻油酸聚乙二醇硼酸酯摩爾比 :2，反應(yīng)時間 ，反應(yīng)溫度 120℃， 1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)對甲苯磺酸催化。因此確定催化劑對甲苯磺酸用量為總反應(yīng)物質(zhì)量的 4%，反應(yīng) 最為適宜。溫度選擇過高或反應(yīng)時間過長，將伴隨羥基脫 水等副反應(yīng)，因此本論文增加反應(yīng)物摩爾比，期待提高酯化反應(yīng)的程度。每隔 ,直到酸值幾乎不變。 [46] 室溫下，準(zhǔn)確取蓖麻油酸聚乙二醇單酯與甘油，分別置于表面皿中，并使其在空氣中盡量鋪展，空氣濕度 73%，間隔一段時間稱重并計(jì)算其增重率，計(jì)算公式如下： 吸濕率 = %10000 ??W WW n 式中 以甘油為例： Wo：甘油吸水前的質(zhì)量 Wn： 甘油吸水后的質(zhì)量 [45] 取 樣品溶于 500ml 蒸餾水中配成 1g/L 溶液，將圓棉布片（直徑 6cm）浸入試液，當(dāng)布片下端接觸溶液，立即啟動秒表，當(dāng)布片開始下沉?xí)r，停止秒表，重復(fù)測試 10 次取算術(shù)平均值為所測濃度的潤濕時間 t。 f 式中 γ :為表面張力 mN/m r：為移液管尖端半徑 cm V：為每滴液滴的體積 cm3 △ρ：為產(chǎn)物的密度 g/ cm3 g：為重力加速度 981 m/s2 f：校正系數(shù)（ r/v1/3的函數(shù)），查表 。試管仍保留在燒杯中，用溫度計(jì)輕輕攪拌溶液，使其慢慢冷卻，記錄混濁消失時的溫度。將三角瓶浸到油浴中，使試樣液面位于油浴的油面下，于 115℃左右恒溫回流 1h。最后對產(chǎn)物提純，用紅外光譜確定 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，對產(chǎn)物的表面活性劑的相關(guān)性能進(jìn)行了測試。 Gemini 表面活性劑在表面活性劑研究領(lǐng)域引起了越來越多研究者的廣泛關(guān)注，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和廣泛的應(yīng)用空間為表面活性劑研究帶來了新的課題，被譽(yù)為是表面活性劑研究領(lǐng)域中“概念性的突破”，有著誘人的應(yīng)用前景。此法最早是 Hartman 提出的，早期主要用于制備純的乙二醇混合雙酯。貯存 于干燥的庫房內(nèi)，遠(yuǎn)離火源。與硝酸纖維素、松香、酪阮可以混合．但對一般的合成樹脂不溶解，對橡膠也不溶脹。蓖麻油及其一些衍生物長脂肪酸碳鏈上的經(jīng)基 ,促進(jìn)了其與其它組分有良好的共溶性和顏料潤濕性 ,從而保證了化妝品的均勻混合 [36]。蓖麻油及其一些衍生物中的羥基可以 形成氫鍵而具有高的粘度，從而使化妝品在皮膚上有舒服感覺 ,保持良好的潤濕性。 此外 ,Gemini 表面活性劑在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 ,如用作化合物分離 [27]、作為乳液聚合的分散劑 [28]、紡織領(lǐng)域的助劑 [29]等也受到人們的極大關(guān)注。 Camilieri 及其合作者合成了 5 種新的帶膚基的陽離子Gemini 表面活性劑 ,它們是一類無毒的固體 ,易 操作 ,易溶于 PH 變化范圍大的水溶液?？梢灶A(yù)期 ,利用 Gemini表面活性劑改性的上述 (有機(jī)、無機(jī)納米 )材料作廢物填埋的防滲添加劑 ,將其注入地下驅(qū)除地下水中非水液體和吸附深層土壤中的污染物是一種具有發(fā)展前景的治污手段。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 文獻(xiàn)綜述 6 新材料的制備 [1 1 1 17] Gemini 表面活性劑作為制備納米材料模板劑和抗粘接劑的報(bào)道較多。剛性鏈(含有苯環(huán)單元 )或柔性鏈 (由烷基鏈連接而成 )。 Mengen[4]等于 1991 年合成了剛性基連接的雙離子頭基雙碳?xì)滏湵砻婊钚詣?,并起名為 Gemini(天文學(xué)用語 ,意為雙子星座 )形象地描述了此類表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征。 ( 4)與普通表面活性劑 (尤其是非離子表面活性劑 )間的復(fù)配能產(chǎn)生更大的協(xié)同效應(yīng) 。典型的雙子型表面活性劑的結(jié)構(gòu)如下圖 從其分子結(jié)構(gòu)看，雙子表面活性劑類似于兩個普通單頭基表面活性劑分子的結(jié)合。聚乙二醇一般配成水溶液使用 , 聚乙二醇水溶液中的溶解氧將會影響其使用效果 [3]。這就是 Gemini 表面活性劑和普通單鏈單頭基表面活性劑相比較，一些性質(zhì)更為優(yōu)異的根本原因。 Succinic acid base ricinoleic acid polyglycol ester Gemini. 目 錄 第一章 引言 ........................................... 1 第二章 文獻(xiàn)綜述 ........................................ 3 Gemini表面活性劑的結(jié)構(gòu) .......................... 3 Gemini表面活性劑的特征 .......................... 4 Gemini表面活性劑的合成進(jìn)展 ...................... 4 Gemini表面活性劑的應(yīng)用及前景 .................... 5 ................................. 7 ............................... 8 .................................. 9 ................................. 10 ....................................... 10 第三章 實(shí)驗(yàn)方案 ....................................... 12 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器 ................................. 12 實(shí)驗(yàn)藥品 .................................. 12 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 .............................. 13 實(shí)驗(yàn)步驟 ....................................... 13 琥珀酸基蓖麻油酸聚乙二醇酯的合成 ........... 13 產(chǎn)品性能測定 .............................. 16 第四章 結(jié)果與討論 ..................................... 19 硼酸與聚乙二醇的酯化反應(yīng) ........................ 19 ............. 20 ....... 20 反應(yīng)溫度和時間對反應(yīng)的影響 ................. 20 原料摩爾比對反應(yīng)的影響 ..................... 22 ..................... 24 硼酸酯鍵的水解 ................................. 26 ................................. 27 薄層色譜分析 ................................... 28 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分析 ................................... 30 性能測試 ....................................... 31 ...................................... 31 .................................. 31 乳化力 .................................... 31 ............................. 32 吸濕性 .................................... 32 保濕性 .................................... 33 第五章 結(jié)論 .......................................... 35 致謝 ................................................. 36 參考文獻(xiàn) ............................................. 37 附錄 ................................................. 41 附錄一 英文文獻(xiàn)原文復(fù)印件 .......................... 41 附錄二 英文文獻(xiàn)翻譯 ................................ 42 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 引言 1 第一章 引言 表面活性劑指加入很少量即能降低溶劑 (一般為水 )的表面張力，改變體系界面狀態(tài)，從而產(chǎn)生潤濕、乳化、起泡、增溶等一系列作用 (或其反作用 )的物質(zhì)。 關(guān)鍵詞 ： 硼酸酯化法；蓖麻油酸；聚乙二醇 ；琥珀酸酐；琥珀酸基蓖麻油酸聚乙二醇酯雙子。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專題部分： 究溫度、反應(yīng)時間、物料配比和催化劑用量對產(chǎn)率的影響； 2. 對產(chǎn)物進(jìn)行分離提純，用 紅外光譜對產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu) 分析 。 用薄層色譜法分析產(chǎn)品純度，利用紅外光譜分析產(chǎn)物官能團(tuán)結(jié)構(gòu)。 Ricinoleic acid。該類型表面活性劑，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)而被形象的命名為 Gemini（英文是 雙子星之意）表面活性劑。由于蓖麻油分子中含有豐富的雙鍵、羥基、羧基等活性官能團(tuán) , 所以可發(fā)生水解、加成、酯化、氧化、裂化、環(huán)氧 化、酰化等諸多化學(xué)反應(yīng) , 其下游產(chǎn)品的綜合開發(fā)可獲得數(shù)百種精細(xì)化工基本原料 [2]。 特點(diǎn) ： 由非極性部分和極性部分兩部分組成，是兩親分子 ， 具有把水和油兩相連接起來的功能。實(shí)驗(yàn)表明 , 在保持每個親水基團(tuán)聯(lián)接的碳原子數(shù)相等條件下 , 與單烷烴鏈和單離子頭基組成的普通表面活性劑相比 , Gemini 表面活性劑具有如下特征性質(zhì) [ 3]： ( 1)更易吸附在氣 /液表面 , 從而更有效地降低水的表面張力 。 ( 9)形成的囊泡具有很好的耐溫穩(wěn)定性 。 目前合成的 Gemini 型表面活性劑主要是頭基相同的 ,即對稱的 Gemini 型表面活性劑 ,有陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型四類 [10]。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是酶不直接與有機(jī)相接觸 , 因而不易失活 。 治理污水與土壤 用表面活性劑治理污水的方法是先將表面活性劑吸附在粘土和沙子等介質(zhì) 上 ,再用后者去吸附水中的污染物。 1995 年 Pavlfkova 研究雙子含酯基 Gemini 表面活性劑的殺菌效果 ,發(fā)現(xiàn)連接基團(tuán)短的抗菌效果顯著。 Gemini 表面活性劑水溶性好 ,在巖石表面吸附量低 ,形成的膠束增溶油量大 ,與其它驅(qū)油助劑配伍性好 ,耐溫抗鹽。其中以氧化反應(yīng)最為普通。例如，輕基硬脂酸季錢鹽和輕基硬脂酸辛 醋，有降低十二烷基硫酸鈉的刺激性的奇妙作用。易溶于水，溶于甲醇、乙 醇、丙酮、醋酸乙酯、苯、甲苯、二氯乙烷、三氯乙烯等 [38]。閃點(diǎn)高，對金屑無腐蝕性。 聚乙二醇 (PEG)單硬脂酸酯的合成一般有兩種方法，即環(huán)氧化法和直接酯化法 [42]。 Gemini 表面活 性劑由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)異性能，將逐漸的取代單頭基表面活性劑。本文以蓖麻油酸（ Castor oleic acid）和聚乙二醇沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 文獻(xiàn)綜述 11 （ Polyethylene glycol ）為原料，經(jīng)一系列反應(yīng)最終得到 聚乙二醇單蓖麻油酸酯 保濕劑。向裝有油層的分液漏斗中加入適量乙酸乙酯溶液溶解油層，在加入適量的飽和食鹽水溶液，靜置分層后，分出水層，分去的水層再用乙酸乙酯重新萃取，合并乙酸乙酯溶液，接著加入少量的無水硫酸鎂，靜置半小時， 抽濾，減壓蒸餾出乙酸乙酯溶劑，得到粗產(chǎn)品。 酸值的計(jì)算公式 X試樣酸值 mC