改進(jìn)含酯基 Gemini 季銨鹽柔軟劑配方的原因及結(jié)果
近年來，隨著整個(gè)社會(huì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)柔軟劑的選?。涸谝螽a(chǎn)品優(yōu)良柔軟性能的同時(shí)，還要求產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的保護(hù)作用。20世紀(jì)90年代，在國際上，雙十八烷基二甲基氯化銨（D1821）以其優(yōu)良的柔軟性能而被廣泛用作織物柔軟劑，但由于其生物降解差，又不易配制成高濃度的產(chǎn)品，在污水處理中還易被污泥吸附而造成環(huán)境污染，逐漸被發(fā)達(dá)國家禁用。20世紀(jì)90年代以來，酯基季銨鹽陽離子表面活性柔軟劑配方相繼開發(fā)成功，這些表面活性柔軟劑具有傳統(tǒng)表面活性劑不具備的性質(zhì)，如生物降解性好、表面活性高、水溶性好、無毒、無刺激等，其很大優(yōu)勢(shì)在于生物降解性，酯基的引入使其在廢水處理中極易微生物分解而迅速降解為脂肪酸和較小的陽離子代謝物，對(duì)環(huán)境損害小，是環(huán)境友好型表面活性柔軟劑，因此，在洗滌、紡織印染等領(lǐng)域正逐漸受到人們重視。目前，以脂肪酸和三乙醇胺為主要原料制備的酯基季銨鹽在歐洲市場(chǎng)的占有率超過80%，但是目前合成的酯基季銨鹽，基本都存在柔軟性能不如D1821的問題，因而不能實(shí)現(xiàn)酯基季銨鹽對(duì)D1821的完全替代，目前國內(nèi)廣泛使用的柔軟劑配方仍以D1821為主。研究可替代D1821的降解型陽離子表面活性劑的工作正在引起越來越多科研人員的關(guān)注。
這次的研究，研究員們擬在前人研究的基礎(chǔ)上以硬脂酸、2-二甲氨基乙醇、十八烷基二甲叔胺（DMA18）和環(huán)氧氯丙烷（ECH）為原料合成含酯基雙季銨鹽，主要考慮即保留D1821的結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)異的柔軟性能，雙季銨鹽的引入進(jìn)一步增強(qiáng)其柔軟性能和抗靜電性能，此外又在結(jié)構(gòu)中引入酯基結(jié)構(gòu)，改進(jìn)其生物降解性能。本研究主要考察了原料配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間及催化劑用量等對(duì)產(chǎn)物收率的影響，以期找到一種好的反應(yīng)工藝，為酯基季銨鹽的進(jìn)一步研究提供參考。
實(shí)驗(yàn)的過程請(qǐng)看圖片，柔軟劑配方實(shí)驗(yàn)結(jié)果的結(jié)論：
（1）采用2-二甲氨基乙醇和硬脂酸為原料合成二甲基硬脂酸乙酯基叔胺的優(yōu)化工藝條件；反應(yīng)溫度100-110℃，n(2-二甲氨基乙醇)：:（硬脂酸）=1.15:1，m（甲苯）：m（2-二甲氨基乙醇）=1.3:1，反應(yīng)時(shí)間7h.w(次磷酸)=1%。
（2）中間體氯化銨的優(yōu)化工藝條件：n（ECH）:n(DMA18)=0.95:1，w（異丙醇）=50%，40℃開始滴加，環(huán)氧氯丙烷，反應(yīng)溫度40-50℃，反應(yīng)時(shí)間60min。
（3）含酯基Gemini 季銨鹽的優(yōu)化合成工藝條件：n(中間體氯化銨):（二甲基硬脂酸乙酯基叔胺）=1:1.1，反應(yīng)溫度為100℃，w（異丙醇）=65%，反應(yīng)時(shí)間為10h。
（4）在優(yōu)化合成工藝條件下的5次重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，二甲基硬脂酸乙酯基叔胺的收率達(dá)96.6%以上，中間體季銨鹽收率達(dá)90.9%以上，含酯基Gemini 季銨鹽產(chǎn)品收率達(dá)95.3%以上。
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