两性加脂剂是众多加脂剂中的一类,其主成分的分子结构中既带有阳离子基团,又带有阴离子基团,在碱性范围内呈阴离子性,在酸性范围内呈阳离子性。由于两性加脂剂结构独特、性能优越,与阴离子型、阳离子型及非离子型加脂剂均有良好的配伍性及协同性,所以除具有良好加脂性能外,还具有低毒性、良好的生物降解性、极好的耐硬水及耐高浓度电解质性、优异的柔软平滑性及抗静电性等性能。因此近年来两性加脂剂的研究与开发也引起人们一定的关注[l-3]。
本课题组曾以硫酸化蓖麻油和季铵盐ETA为原料,合成了分子内含有硫酸基团和季铵基团的两性离子型的活化物,以此为主要成分复配成两性皮革加脂剂[4]。加脂应用试验表明:此两性加脂剂具有较好的渗透、加脂、结合性能。为了降低油脂分子量,调整粒径分布,使原来的支链结构转化为直链结构,更有利于亲水性基团的结合,进一步提升其综合加脂性能,本文拟以蓖麻油为原料,先经过酯交换反应,再进行硫酸化反应和季铵化反应,合成同一分子内含有硫酸基团和季铵基团的两性表面活性剂,对其反应条件进行优化,对其结构进行表征,并与其它物质复配成两性皮革加脂剂Ⅱ,再将其加脂性能与两性皮革加脂剂I进行对比。
1试验部分
1.1主要药品、仪器
蓖麻油、甲醇、浓硫酸、季铵盐ETA、非离子表面活性剂等均为工业品。
DHT型搅拌恒温电热套,$7401型电动搅拌机调速器,克氏烧瓶,克氏定氮仪,微量酸式滴定管一套,索氏提取器,有机合成制备仪一套,AVATAR360FT—IR型红外光谱仪。
1.2合成
1.2.1蓖麻油的酯交换反应
在反应器中加入一定质量比的蓖麻油和甲醇,加入甲醇钠为催化剂,反应
在室温下搅拌进行30-40min后,再加入对甲苯磺酸的甲醇溶液,使反应溶液的pH值接近7。然后再蒸出过量甲醇,用水分3次洗产物,所得蓖麻油脂肪酸甲酯。产品为浅黄色透明油状物[5]。
1.2.2蓖麻油脂肪酸甲酯的硫酸化反应
蓖麻油脂肪酸甲酯与浓硫酸反应,硫酸用量为蓖麻油脂肪酸甲酯重量的25%,温度控制40℃左右,反应时间控制在3h,反应结束溶液呈红褐色粘稠状,用饱和食盐水进行2次分离洗涤,30%的NaOH溶液调pI-I值为7~8,产品为黄色透明状液体。
1.2.3季铵化反应
在装有搅拌装置、温度计的三口烧瓶中加入定量硫酸化蓖麻油脂肪酸甲酯,将一定比例的季铵盐ETA溶解滴加,保温反应数小时,反应结束分去下层,得含有两性表面活性剂的混合物。产品为均一淡黄色透明状。