新型易降解陽(yáng)離子表面活性劑的合成及應(yīng)用.pdf

1、陽(yáng)離子表面活性劑由于具有良好的抗靜電、柔軟和殺菌等性能而受到重視，但使用后排入環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重污染，因此本課題要合成一種新型易降解陽(yáng)離子表面活性劑，使它不但具有一般陽(yáng)離子表面活性劑的界面性能，其最大的優(yōu)勢(shì)在于它的生物降解性，反應(yīng)中酯基的引入，使其在廢水處理中極易被微生物分解而迅速降解為脂肪酸和較小的陽(yáng)離子代謝物，減少對(duì)環(huán)境損害，是一種環(huán)境友好的表面活性劑。
　　 本研究以十二烷基二甲基叔胺、環(huán)氧氯丙烷為原料，合成了中間體DEAC（

2、2,3-環(huán)氧丙基）十二烷基二甲基氯化銨，研究了原料配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)合成反應(yīng)的影響，得出制備DEAC較佳反應(yīng)條件；再將中間體DEAC與月桂酸反應(yīng)，生成月桂酸酯季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑HDAC（2-羥基-3-月桂酰氧基丙基）十二烷基二甲基氯化銨，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，研究了原料配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)合成反應(yīng)的影響，得出制備HDAC較佳反應(yīng)條件。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，以溴酚藍(lán)兩相滴定法測(cè)定季銨鹽陽(yáng)離子活性中間體的含量，參考GB/T1

3、668-95測(cè)定產(chǎn)物的酸值，參考HG/T3505-2000測(cè)定產(chǎn)物的皂化值；通過(guò)EA（元素分析）、FTIR（傅里葉紅外變換光譜）、TOF-MS（飛行時(shí)間質(zhì)譜）、1HNMR,13CNMR，確證了中間體和目的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)；測(cè)定了目的產(chǎn)物月桂酸酯季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑HDAC(2-羥基-3-月桂酰氧基丙基)十二烷基二甲基氯化銨的表面性能；采用Warburg法測(cè)定化學(xué)耗氧量(COD)來(lái)確定HDAC的降解度，以此來(lái)研究HDAC在好氧情況下的降解情況

4、；最后，對(duì)HDAC作為織物柔軟劑的柔軟性能進(jìn)行了初步探討。
　　 研究結(jié)果表明：
　　 (1)中間體DEAC較佳合成條件為：反應(yīng)溫度25℃、反應(yīng)時(shí)間4h、n十二烷基二甲基叔胺：n環(huán)氧氯丙烷=1:1.2，產(chǎn)率為83.41％，熔點(diǎn)47.8℃；產(chǎn)物HDAC較佳合成工藝條件：nDEAC:nLAC=1:1.3，反應(yīng)時(shí)間6h，反應(yīng)溫度50℃，產(chǎn)率為92.57％，熔點(diǎn)61.3℃。
　　 (2)采用圓環(huán)拉伸法測(cè)定產(chǎn)物的臨界膠束濃

5、度CMC為8.91×10-4mo1/L及γcmc為34.12N/m-1。結(jié)果表明：所合成的HDAC新型易降解陽(yáng)離子表面活性劑具有較高的表面活性；產(chǎn)物的Krafft點(diǎn)為-4.52℃，說(shuō)明該表面活性劑親水性較強(qiáng)。
　　 (3)采用生活污水沉降污泥為降解微生物源，經(jīng)簡(jiǎn)單接種，培養(yǎng)，馴化后，采用Warburg法測(cè)定化學(xué)耗氧量(COD)來(lái)確定HDAC的降解度，以此來(lái)研究好氧情況下的降解性研究，結(jié)構(gòu)表明：HDAC在5d的降解率達(dá)90％以上，