2总论
2。1 课题研究背景
随着我国工业水平以及国民对表面活性剂需求的不断提高,据官方数据统计,直至2015年,国内表面活性剂市场容量约为692万吨,并预计中国未来表面活性剂产业增长率将达到9%[1]。因此,充分利用表面活性剂,发展现代工业,特别是研发和生产表面活性剂工艺及产品不置可否。
脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯盐系列作为工业生产中最早被批量性投入生产的工业产品之一,不仅在工业范畴应用广泛,而且随着其起泡性和稳定性等特性的一一发现,在化妆品业及洗涤业方面,拓展了其更大的市场。
2。2 产品简介及其价值
硬脂醇聚氧乙烯醚(9)磺基琥珀酸单酯钠是阴离子表面活性剂的一种,其分子结构中含有阴离子和非离子两大亲水性基团,化学结构式为C18H37O(CH2CH2O)9COCH2CH(SO3Na)COONa。它在室温下呈无色至浅黄色透明粘稠液体,密度为1。288g/cm3,极易溶于水、低级醇、醚酮、甲乙酮等亲水溶剂,也溶于苯,四氯化碳等极性溶剂。在水中偏酸性pH值约为4。5-6。5之间。不论是在蒸馏水中还是在硬水中该表面活性剂都具有较强的湿润力和渗透力[2]。表面张力一般在27-37(10-3N/m)或42-49(10-3N/m)的范围内[3]。
硬脂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯钠具有润湿剂、渗透剂、乳化剂、洗涤剂、起泡剂和分散剂的作用。因其结构中含有阴离子和非离子基团共存现象,故相较于醇硫酸盐、醇醚硫酸盐、醇酰胺、氧化叔胺该产品刺激性更小,更温和[4]。另外由于分子中含有羧酸钠基团的存在,所以该产品具有良好的分散力,可产生丰富的泡沫,所以该产品在皮肤清洁剂、餐洗剂中不断扩展市场,逐渐成为不可或缺的原料之一。
2。3 产品国内外发展历程
2。3。1国内发展历程
2。3。2国外发展历程
2。4 硬脂醇磺基琥珀酸单酯钠的合成方法
(1)醇与酸酐的合成反应
该类反应是在顺酐和醇之间进行的。在形成顺丁乙二酸单酯时,首先是将顺丁乙二酸开环,与含羟基的醇进行酯化反应生成顺丁乙二酸单酯,而后反应物亚硫酸钠为磺化剂进行亲电加成反应,生成相应的顺丁乙二酸磺基单酯钠盐,磺酸钠基团主要上在α位。
(2)烷醇酰胺与酸酐的合成反应
就脂肪醇型类表面活性剂而言,由于酰胺型表面活性剂中含有的肽键与人体蛋白中含有的肽键的组成十分相似,因此该类型产品在水中的溶解性对人体的刺激性温都优于前者[12]。
概括而言,硬脂醇磺基琥珀酸单酯钠的合成方法包括:酸酐和醇的合成、烷醇酰胺和酸酐的合成。在反应原理上,二者存在相似之处,都是将酸酐开环,与而后进行酯化反应生成顺丁乙二酸单酯,而后以亚硫酸钠为磺化剂进行亲电加成反应,生成相应的顺丁乙二酸单酯钠盐。不同的是,由于反应物的不同所以在酯化反应时接上基团一个是含羟基的醇,另一则为酰胺基。在功效方面,由于酰胺型分子中含有的肽键,相比脂肪醇型刺激性低,但表面张力、乳化效果相对较弱。文献综述
2。5 设计方案论证
2。5。1原料的选择
硬脂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯钠可用作于化妆品中的乳化剂、日常清洗用品中的洗涤剂、衣物染色中的染料分散剂等,是居家生活中重要的产品。因此硬脂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯钠的质量优、劣直接影响到人们的生活和健康。硬脂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯钠的制备方法主要是通过羟基和羧基先发生的酯化反应,然后由所生成的酯化产物与亚硫酸根反应得到磺化单酯。