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烷基糖苷表面活性剂具有表面活性强,泡沫丰富,刺激性小,生物降解性好等众多优点,被业内称作“绿色表面活性剂”。但是,烷基糖苷也并非完美无缺,长链烷基糖苷的水溶性较差,会影响到产品的外观和应用范围,同时烷基糖苷的泡沫性能受水硬度的影响较大,钙镁离子的存在会明显降低烷基糖苷的发泡力。所以,为使烷基糖苷的优点得到保留,并使缺点得到改善,对烷基糖苷的改性是近年来烷基糖苷研究领域的一个热点。 烷基糖苷有很多种衍生物,而烷基糖苷磺基琥珀酸单酯二钠盐(Disodium Alkyl Polyglucosides Sulfosuccinate,简称APG-SS)是其中较为重要的一种,它不仅保留了烷基糖昔的优点,而且通过向分子中引入亲水基,改善了烷基糖苷水溶性差的缺点,并提高其在硬水中的发泡力。APG-SS的性能优良,市场潜力很大,有很好的发展前景。本课题围绕着APG-SS的合成与性能方面的研究做了以下工作: (1)使用以角鲨烷为分散剂的清洁合成工艺,合成APG-SS,并确定其优化条件为:反应温度90℃,月桂基葡糖苷与马来酸酐的摩尔投料比为1∶1.25,催化剂为乙酸钠,催化剂用量为马来酸酐质量的1%。最终,酯化反应中月桂基葡糖苷的转化率为86.8%,产品中的阴离子表面活性剂活性物含量为32.1%。使用红外光谱和高效液相色谱-质谱联用的分析手段鉴定出产物的结构。 (2)合成相关的磺基琥珀酸酯盐系列产品脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠盐(AEO3-SS),脂肪醇聚氧乙烯醚(6)磺基琥珀酸单酯二钠盐(AEO6-SS),醇醚糖苷磺基琥珀酸单酯二钠盐(AEG-SS)。通过液相色谱测定这三类产品的酯化反应转化率,原料的转化率均在95%左右。 (3)测定四种磺基琥珀酸单酯二钠盐产品的表面张力、临界胶束浓度(CMC)、泡沫性能、乳化性能、润湿性能,并将AEO3-SS与APG-SS分别与AES复配,对复配体系的上述性能进行测定。性能测试的结果表明:这四种磺基琥珀酸酯盐可将水的表面张力降至27~35mN/m,具有较低的CMC,良好的泡沫性能,乳化性能,但是不适合作润湿剂。与AES复配之后,复配体系的表面张力、CMC、泡沫性能出现协同效应,有明显的增效作用。 (4)测定了四种磺基琥珀酸酯盐的动态表面张力。结果表明:醇醚类磺基琥珀酸酯盐(AEO3-SS,AEO6-SS)能在较短的时间内吸附在空气-水界面上并达到平衡,糖苷类磺基琥珀酸酯盐(AEG-SS,APG-SS)则需要更长的时间才能吸附在空气-水界面并达到平衡。采用Rosen经验公式和Ward-Tordai的简化公式对AEO3-SS和AEG-SS的动态表面张力参数及吸附机理进行初步研究。通过Rosen经验公式的计算得知:醇醚类磺基琥珀酸酯盐的诱导时间短,亲水性不如糖苷类磺基琥珀酸酯盐好,但其表面活性更强。通过对AEO3-SS和AEG-SS的有效吸附系数的计算得知:在吸附初期,吸附是由单一的扩散控制机理控制,而在吸附后期则属于混合动力机理控制。随后研究了温度、NaCl对磺基琥珀酸酯盐的动态表面张力的影响。