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仲醇聚氧乙烯醚硫酸鹽平衡和動態(tài)表面張力及應用性能研究（一）
來源：中國洗滌用品工業(yè) 瀏覽 1131 次 發(fā)布時間:2024-10-24
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉是由脂肪醇醚經(jīng)三氧化硫硫酸化、氫氧化鈉中和后所得的一類陰離子表面活性劑。以伯醇醚為原料制得聚氧乙烯醚硫酸鹽（AES）的制備技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)非常成熟，由于其產(chǎn)品性能優(yōu)越，目前已被廣泛應用于清洗劑、勻染劑、滲透劑等領域和個人護理產(chǎn)品配方中，屬于第二大類陰離子表面活性劑。2021年其在中國國內(nèi)產(chǎn)、銷量達到77.54萬噸和76.31萬噸，占當年陰離子表面活性劑總產(chǎn)、銷量的50.84%和51.69%。由于AES的上游原料進口依賴度較高，其價格受馬來西亞、印度尼西亞油脂產(chǎn)出國貿(mào)易和政策影響較為明顯，因此開發(fā)本土原料資源制備脂肪醇醚硫酸鈉具有重要的現(xiàn)實意義。
仲醇及其衍生物具有良好的表面活性，在液體洗滌劑、紡織印染、農(nóng)藥乳化等領域有廣泛的應用。仲醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（SAES）由于其特殊的分子結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)越的耐堿性及滲透能力等性能，因而其物化及應用性能的研究也備受關(guān)注。SAES的主要原料仲醇在合成技術(shù)上有較大的難度，目前市場上的仲醇及其衍生物仲醇醚主要來自日本觸媒化學和美國陶氏化學，江蘇賽科是目前國內(nèi)唯一實現(xiàn)仲醇工業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)。因此，目前國內(nèi)有關(guān)仲醇醚硫酸鈉的研究鮮有報道。
本文主要對SAES的光學微流變性、傾點、平衡和動態(tài)表面張力、鋪展性等物化、表面和應用性能進行了研究，并與AES的性能進行了對比，以豐富SAES的理論研究，并為其在應用領域的實際應用提供相關(guān)理論數(shù)據(jù)。
1實驗部分
1.1試劑與儀器
化學試劑：仲醇聚氧乙烯醚（SAE，烷基鏈長C12-14，EO數(shù)為3，江蘇賽科化學有限公司），仲醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（SAES，烷基鏈長C12-14，EO數(shù)為3，實驗室自制，伯醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES，烷基鏈長C12-14，EO數(shù)為3，中輕化工股份有限公司）。為了對SAES和AES進行更好的對比，分別對上述硫酸鹽產(chǎn)品加入無水乙醇除無機鹽，濾液收集后用石油醚多次萃取，除去未硫酸化物、水相經(jīng)旋蒸除水后得到黃色黏稠狀物。
根據(jù)GB/T 5173－2018《表面活性劑洗滌劑陰離子活性物含量的測定直接兩相滴定法》對其陰離子活性物含量進行測定，根據(jù)GB/T 6366－2012《表面活性劑無機硫酸鹽含量的測定滴定法》對其無機硫酸鹽含量進行測定，根據(jù)GB/T 13530－2023《乙氧基化烷基硫酸鈉試驗方法》對其未硫化物含量進行測定。其中，SAES中陰離子活性物含量為92.6%，無機硫酸鹽含量為0.06%，未硫化物含量為1.9%，其余為水分；AES中陰離子活性物含量為93.1%，無機硫酸鹽含量為0.05%，未硫化物含量為1.7%，其余為水分。
實驗儀器：Rheolaser Master光學微流變儀（法國Formulaction公司），表面張力儀（芬蘭Kibron公司），BP100型最大泡壓法表面張力測定儀（芬蘭Kibron公司），DSA25型接觸角測量儀（德國KüRSS公司），Turbiscan Tower穩(wěn)定性分析測試儀（法國Formulaction公司）。
1.2物化性能測定
1.2.1光學微流變
使用Rheolaser Master光學微流變儀對質(zhì)量濃度為30%的SAES和AES進行黏彈性測定。將20 mL液體樣品放入微流變儀專用樣品池中，25℃下掃描2 h進行測定。彈性因子（elasticity index，EI）和宏觀黏度因子（macroscopic viscosity index，MVI））由Rheosoft Master1.4.0.1軟件記錄。
1.2.2平衡表面張力
用二次蒸餾水配制一定濃度的SAES和AES溶液，靜置過夜后待用。在（25±0.1）℃時，采用連續(xù)吊環(huán)法測定其表面張力。二次蒸餾水的表面張力在（72.0±0.3）mN/m范圍之內(nèi)，每次測試前都要先測量二次蒸餾水的表面張力來檢驗樣品池內(nèi)是否殘留表面活性物質(zhì)。cmc由表面張力對濃度曲線的轉(zhuǎn)折點確定。
1.2.3動態(tài)表面張力
用二次蒸餾水配制不同濃度的SAES和AES溶液，靜置過夜后待用。采用德國KüRSS公司的最大泡壓法表面張力測定儀測定各樣品在不同濃度下的動態(tài)表面張力曲線，測定溫度為（25±0.1）℃，測量的有效表面時間為10～200 s。
1.2.4鋪展性
用二次蒸餾水配制不同濃度的SAES和AES，靜置過夜后待用。在（25±0.1）℃時，采用DSA25型接觸角測量儀，通過對不同濃度樣品水溶液在石蠟膜上的動態(tài)接觸角的測定對其鋪展性進行分析。
1.2.5潤濕性
參考GB/T 11983－2008《表面活性劑潤濕力的測定浸沒法》，采用帆布沉降法對樣品的潤濕性進行測定。將1 g/L樣品溶液倒入1 000 mL燒杯中，在25℃時，把直徑為30 mm的圓帆布片用浸沒夾夾住，浸入試樣液，帆布片進入溶液時立即開始計時，帆布片開始下沉時記為終點。每個樣品重復測試3次，取平均值。
1.2.6起泡性和穩(wěn)泡性
使用穩(wěn)定性分析測試儀對SAES和AES進行起泡性和穩(wěn)泡性測定。將1 g/L的20 mL樣品放入測量池內(nèi)，25℃時每25 s掃描一次，共掃描3 h進行測定。
1.2.7乳化性
采用量筒法對樣品的乳化性能進行測定。將1 g/L表面活性劑水溶液40 mL和等體積的液體石蠟置于100 mL具塞量筒中，上下劇烈振蕩5次，靜置1 min，重復5次，記錄分出10 mL水所需的時間。每個樣品重復測試5次，取平均值。
1.2.8耐鹽耐堿性
取1 mL的1 g/L樣品溶液于10 mL比色管中，加入一定濃度（固定濃度最大為300 g/L）不同體積的NaCl/NaOH溶液（梯度可選1 mL，2 mL，3 mL，4 mL，5 mL，6 mL，7 mL，8 mL，9 mL），最后補加去離子水，保持總體積量為10 mL。將比色管上下倒置10次（每次控制在2 s左右），25℃下靜置2 h，觀察比色管內(nèi)溶液的渾濁程度。采用UV-1601型紫外可見分光光度計測試不同鹽/堿濃度樣品溶液在600 nm處的透光率，透過率＞80%的鹽/堿濃度(g/L)即為該表面活性劑濃度下的最大耐鹽/堿度。