摘要: 脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸（盐）(AEC)，被公认为是绿色表面活性剂，具有优异的去污性、乳化性、润湿性、分散性、增溶能力和钙皂分散力；并且耐酸碱、耐硬水、耐高温、对过氧化物、电解质、次氯酸盐稳定。在自然环境中可被生物降解为水和二氧化碳。目前，... 展开 脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸（盐）(AEC)，被公认为是绿色表面活性剂，具有优异的去污性、乳化性、润湿性、分散性、增溶能力和钙皂分散力；并且耐酸碱、耐硬水、耐高温、对过氧化物、电解质、次氯酸盐稳定。在自然环境中可被生物降解为水和二氧化碳。目前，AEC的合成方法多为羧甲基化法和氧化法等化学合成法。这两种方法都存在一定的缺点，如羧甲基化法所用氯乙酸有腐蚀性，对设备要求高；氧化法所用贵金属回收困难等。 电化学合成是实现有机化学绿色合成（正在形成的学科前沿）的途径之一。与化学合成法比较，它具有许多优点，诸如可避免采用或生成对环境有不利影响的化学品；通常可在常温常压下进行；对设备一般无特殊要求，设备通用性强；反应物较易分离提纯等。因此本研究经调研，试将电化学合成法用于目标产物AEC的合成。在表面活性剂的合成中，首次采用电化学合成法。 本研究用烧杯、铂电极和恒定电源构造了简易的电化学反应装置。反应以异构十醇聚氧乙烯醚(XL70)为原料，2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)为催化剂，Na2CO3/NaHCO3缓冲溶液为电解质，在室温下通入恒定电流，电化学合成异构十醇聚氧乙烯醚羧酸AEC-6H，并用IR、1H-NMR、13C-NMR对产物进行了结构表征。据有关研究，电解溶液粒径大小可影响反应的进行，因此首先研究了XL70浓度、缓冲液浓度对反应液粒径的影响，粒径在100-400nm之间，反应可顺利进行。为提高反应产率和电流效率，对影响因素XL70浓度、缓冲液Na2CO3/NaHCO3浓度、缓冲体系、催化剂用量等进行了优化研究。研究确定较优合成工艺为：缓冲液浓度Na2CO3/NaHCO3(M/L)为0.2M/0.1M，XL70的浓度小于90g/L，催化剂TEMPO用量与XL70的摩尔比约为0.3%，电解反应时间在4h~8h，产率能达77.4%~85.6%，电流效率最高能达到79.2%。采用电导滴定法测定产率，并对其准确性进行验证，结果显示，电导法滴定AEC的产率具有较高准确性。最后，研究了电化学方法合成不同脂肪醇醚的适用性。 为比较电化学合成产物AEC与原料XL70、商品AEC的各项性能，测试了它们的临界胶束浓度(CMC)、动态表面张力、静态表面张力、润湿性、乳化性、泡沫性。AEC-6H的静态表面张力与XL70相当。润湿性比XL70稍差，但乳化性明显优于XL70。AEC-6H的综合性能与商品AEC相近。将AEC应用于棉织物前处理过程中， AEC-6H处理后的棉织物毛效为13.2cm，白度为82.8，强力保留率为102.8%。 电化学合成AEC，反应以水为溶剂，不需要加入其他有机溶剂，催化剂TEMPO在阳极上直接被活化，无需其他活化剂，所得产品是酸型产品，不需要稀盐酸精制，比羧甲基化法清洁，与氧化法相比，电化学法减少了化学品的使用和环境污染；反应条件温和，对电解设备无特殊要求，操作简便，生产成本低。研究结果可作为对改进AEC类产品工业生产路线的参考，采用该生产路线可降低AEC的生产成本，从而有利于AEC在民用及工业领域，如日化洗涤、纺织印染等行业推广应用。 收起