脂肪胺窄分布乙氧基化物的合成及其性能研究

采用催化剂KOH、SnCl_(4)、实验室自制弱碱性非均相催化剂(NHGC)催化十二脂肪胺与环氧乙烷的乙氧基化反应,合成了加合数为5的十二胺聚氧乙烯醚(DAEO_(5))。根据文献报道,催化剂的种类会直接影响产物的分子量分布。因此通过分析不同催化体系制备的DAEO_(5),并对其分子量分布宽窄、表面活性剂溶液的表面张力、理化性质和应用性能进行了研究。研究结果表明,与传统的乙氧基化催化剂相比,NHGC制备的DAEO_(5)具有较窄的低聚物分布和较低的游离胺含量,且产品的黏度和水溶液的浊点较其他产品都较高。利用不同催化体系合成的DAEO_(5)的∆G_(mic)和∆G_(mic)均小于0,表明DAEO_(5)能在水中自发形成胶束和吸附层。NHGC合成产品的润湿性和乳化性能较好,其润湿时间远低于用KOH和SnCl4作为催化剂合成的产品。不同催化剂合成产品去污能力相差不大,但是不同催化体系合成的相同EO加合数的DAEO对于炭黑污布的去污能力比对皮脂污布的去污能力强。

脂肪酸甲酯乙氧基化物的物化性能研究

对不同烷链和不同EO加合数的脂肪酸甲酯乙氧基化物的物化性能进行了测试 ,并对FMEE在洗衣粉中替代AEO9进行了初步研究。结果表明 ,与脂肪醇乙氧基化物相比 ,FMEE泡沫低 ,水溶速度快 ,对油脂增溶能力强 。

蓖麻油酸甲酯乙氧基化物的合成及物化性能

先用酯交换甲酯化法制备了蓖麻油酸甲酯，再与环氧乙烷（EO）反应合成了不同平均EO数的蓖麻油酸甲酯乙氧基化物（CA-MEE），分析了EO数分布，测定了物化性能。结果表明，EO对酯基的选择性高于对仲羟基的选择性；CA-MEE的浊点为37．7～66．2℃，γcmc为36．52～37．38mN／m，cmc为（1.73～3．94）×10^-5mol／L，润湿力为183～457S，对大豆油的乳化能力为17．2～25．9min，而对石蜡的乳化能力稳定在7．8～9．8min。与其他表面活性剂对比可知，平均E0数为10的CA-MEE的γcmc大于OMS-10，而cmc则低于OMS-10；CA-MEE的润湿力比COMEE-8和OMS的弱，但乳化力却优于COMEE-8和OMS。

环氧乙烷加合数对乙氧基化烷基硫酸钠性能的影响

考察了环氧乙烷加合数(EO数)对乙氧基化烷基硫酸钠的耐氯化钠性能、泡沫性能、润湿性能、盐增稠性能和乳化性能的影响。结果表明,随着EO数的增加,乙氧基化烷基硫酸钠的耐氯化钠性能和润湿性能逐渐增强,盐增稠性能、泡沫性能逐渐减弱。

油脂乙氧基化物中二噁烷副产物的脱除工艺研究

通过加水共沸蒸发的方式对油脂乙氧基化物NOE产品中的二噁烷进行了脱除。考察了起始真空度和持续时间、温度、加水量、分次加水等工艺条件对脱除过程物料状态和脱除效果的影响。结果表明:加水量3.0%,脱除温度85℃,起始阶段控制真空度为75 kPa,持续15 min,后将真空提高到98 kPa,持续15 min,可将NOE的二噁烷含量从391 ppm脱除至26 ppm;若将3.0%的加水量分成2次加入(每次加水量1.5%)或3次加入(每次加水量1.0%)进行分次脱除,可进一步降低二噁烷的残留量,分别至15 ppm和8 ppm。

月桂酸甲酯乙氧基化物的合成工艺及所用催化剂研究

自制了一种高活性水滑石类催化剂 ,并以月桂酸甲酯为起始剂 ,通过乙氧基化反应 ,催化合成了新型的非离子表面活性剂聚乙二醇单月桂酸酯单甲醚。考察了催化剂活性 ,确定了最佳的合成工艺。

有机胺乙氧基化缓蚀剂的合成及复配性能研究

本文采用以十八胺与环氧乙烷反应,生成十八胺聚氧乙烯醚。通过调节反应物的不同比例,最终确定在十八胺:环氧乙烷=1:10时,反应产物的醇水体系中溶解良好,缓蚀效果最佳。采用红外光谱扫描,通过特征峰的分析,验证合成产物确为目标产物。将生成十八胺聚氧乙烯醚与硫氰酸钠、二邻甲苯硫脲、硫脲基油酸二乙烯三胺咪唑啉进行复配,复配后得到缓蚀剂通过挂片失重实验,测试了缓蚀剂的缓蚀性能;通过SEM进行腐蚀挂片表面进行观察。结果表明:十八胺聚氧乙烯醚缓蚀具有良好的配伍性及复配性能,与含硫物质复配后均有很好的缓蚀效果;加入缓蚀剂的金属挂片呈现金属光泽,腐蚀轻微。

聚丙烯酸甲酯齐聚物的合成及乙氧基化

以四氢呋喃为溶剂,正十二硫醇为链转移剂,采用自由基溶液聚合的方法合成了聚丙烯酸甲酯齐聚物。考察了单体滴加时间对黏均分子量的影响,确定滴加时间为40 min可以得到较低黏均分子量的聚丙烯酸甲酯齐聚物。在自制的插入式酯基乙氧基化催化剂MCT-09催化下成功地对聚丙烯酸甲酯齐聚物进行了乙氧基化反应。反应结果显示,随着反应进行,催化剂活性下降,乙氧基化反应速度逐渐降低。采用红外光谱对聚丙烯酸甲酯齐聚物及其乙氧基化物进行了结构表征。

蓖麻油脂肪酸甲酯乙氧基化物中环氧乙烷分布检测

蓖麻油脂肪酸甲酯乙氧基化物(CA-MEE)用0.5 mol/L KOH乙醇溶液水解,酯键断裂,考察水解次数和水解时间对水解率的影响及回收率;所得亲水基部分之一的甲基聚乙二醇醚用气相色谱法(GC)测其平均环氧乙烷(EO)加合数及其分布,进而考察EO对酯基和仲羟基的选择性。结果表明:CA-MEE在85℃±1℃、1 h条件下能够完全水解,且实验方法有相当好的回收率。样品CA-MEE-12分离出的甲基聚乙二醇醚部分EO加合数色谱图表明,EO对酯基的选择性(EO在酯基上平均加合数为10.0)远高于其对仲羟基的选择性,而且EO分布很窄。

脂肪酸甲酯乙氧基化物在洗衣粉中的应用

对脂肪酸甲酯乙氧基化物(MEE)在洗衣粉体系中等量代替AEO9进行了应用研究,在洗衣粉前、后配料工艺中加入不同量的MEE或AEO9情况下,综合考察了熔点、黏度、洗衣粉去污性能。CMEE-8、AEO9熔点分别为25℃、21℃,黏度完全相同,后配料工艺制备的洗衣粉去污力基本相当;前配料工艺中CMEE-8与AEO9在质量分数为1 5%、3%、6%、10%时所配洗衣粉料浆黏度的比值分别为1/3 2、1/4 8、1/5 1、1/1 8,洗衣粉去污力基本相当。研究结果表明:CMEE-8无论在前配料、后配料中均可以代替AEO9。

三硅氧烷和四硅氧烷乙氧基化物的合成和性能

以六甲基二硅氧烷和甲基二氯硅烷为原料 ,通过水解、平衡反应和分馏 ,得到了1 1 1 3 5 5 5 -七甲基三硅氧烷和 1 1 1 3 5 7 7 7-八甲基四硅氧烷 ;再与烯丙基聚氧乙烯醚进行硅氢加成反应 ,合成了三硅氧烷乙氧基化物和四硅氧烷乙氧基化物。用FT -IR对产品结构进行了表征 ,并测定了它们的表面张力。结果表明 ,三硅氧烷乙氧基化物和四硅氧烷乙氧基化物的表面张力分别为 2 0 2mN/m和 2 2 4mN/m。

Al-MCM-41介孔分子筛在辛醇乙氧基化反应中的催化性能

以乙胺为碱性介质合成了硅铝摩尔比为30的 Al-MCM-41介孔分子筛。该分子筛具有典型的六方介孔结构特征,其平均孔径为2.6nm,中强酸度。实验考察了其在正辛醇乙氧基化反应中的催化特性。结果表明,Al-MCM-41介孔分子筛在正辛醇乙氧基化反应中具有较高催化活性,而且产物分子量分布较窄。升高反应温度、增加初始压力以及提高催化剂用量,环氧乙烷反应速度增加。当环氧乙烷平均加合度为5.5时,正辛醇聚氧乙烯醚分子量分布选择性系数达到20。当反应温度为130℃时,正辛醇与环氧乙烷的反应速率常数约为0.035min^(-1)。

脂肪酸甲酯乙氧基化物的气相色谱分析

用0 5mol/LKOH乙醇溶液水解脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEO),酯键断裂,其疏水基甲酯化、亲水基硅醚化后分别用气相色谱法测定其组成,并采用峰面积归一化法进行了组分的定量。成功测定了各种FMEO样品的疏水基组成和环氧乙烷(EO)加成数分布,方法简单,重复性好,尤其是对原料为混碳脂肪酸甲酯的FMEO更有意义。

椰子油脂乙氧基化物的合成

以椰子油与环氧乙烷（EO）为原料，直接进行乙氧基化反应，合成出不同EO加合数的椰子油脂乙氧基化物（COE）。结果表明，在自制的催化剂MCT-09催化下，180℃±2℃，0．4MPa，搅拌速率为600r／min，合成出EO加合数6～60的产物，并对EO加合数为30（COE-30）的产物进行了红外光谱测定和羟值分析。

正丁醇乙氧基化反应动力学研究

研究了固体碱催化下、半间歇操作正丁醇乙氧基化的动力学问题。在2L反应釜中测定了动力学及环氧乙烷在反应混合物中的溶解度数据。依据SN2反应机理和各步加成反应速率相等的假设,建立了动力学模型。在模型参数求解时,将环氧乙烷的液相主体浓度视为其在反应混合物中的溶解度,用Aspen plus软件考查了体系的相平衡关系,建立了基于Wilson方程的环氧乙烷溶解度的计算方法和关联模型。利用数值方法求解动力学模型得到动力学参数,利用实验数据验证了其可靠性。

乙氧基化三酯基季铵盐的合成与性能

以硬脂酸和三乙醇胺为原料合成硬脂酸三乙醇胺三酯,对该酯先进行乙氧基化改性,再进行季铵化反应得到了不同平均EO数的乙氧基化三酯基季铵盐——乙氧基化三硬脂酸乙酯基甲基硫酸甲酯铵(3EQDMS-nEO)。采用IR和1HNMR对产物结构进行了表征。考察了不同平均EO数的乙氧基化三酯基季铵盐的柔软性、再润湿性、去污力和对织物白度的影响等性能,并与硬脂酸乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵(EQDMS)进行了对比。结果表明,3EQDMS-6EO是一种性能良好的新型柔软剂,其柔软性与EQDMS相近,再润湿性优于EQDMS,多次处理后对织物白度影响不大,具有EQDMS所不具备的去污力。

脂肪醇乙氧基化窄分布技术

本文着重介绍了醇乙氧基化窄分布催化剂的国内外研究进展。并研究了五种单组分催化剂体系对月桂醇乙氧基化窄分布能力的影响。其顺序为Ca(OEt)2/H_3PO_4＞Ca(OEt)_2＞Ca(Ac)_2＞KAc＞KOH;对复合催化剂体系研究表明:n=9时的分布指数可达80%,原料醇含量可在1%,该体系对PEG的生成有一定的抑制作用,它是一种很有前途的窄分布催化剂。

考虑反应热的乙氧基化反应精馏塔能量内部集成与优化

以正丁醇和环氧乙烷为原料合成乙二醇正丁醚(EGMBE)为例,利用数学模型和模拟分析方法,研究了包含大量反应热效应的乙氧基化反应精馏(ERD)塔中反应热的利用及系统能量优化问题。研究表明,当采用常规的、将反应段直接叠加于提馏段之上的塔设计时,反应热并没有贡献于分离操作或减小再沸器的热负荷,而只是被冷凝器中的冷却介质移走。分析了反应热的可利用途径,提出一种将反应段和提馏段分割、从反应段移出反应热供提馏段加热的内部热集成乙氧基化反应精馏结构——IHIERD。模拟结果表明,IHIERD将使再沸器的温度从462.5K降低到420.0K,冷凝器负荷降低11%,外部能量输入降低14%,节能效果显著。

半间歇搅拌釜式乙氧基化反应器的数学模拟

以KOH催化条件下乙二醇乙氧基化为例,建立了工业规模的、同时考虑动力学、气液平衡、气液传质、反应体积变化和惰性气体氮气影响等的半间歇搅拌釜式乙氧基化反应器的数学模型。通过数学模拟考察了环氧乙烷进料速率对反应器操作的影响,得到安全限制下适宜的环氧乙烷进料速率。在此基础上,模拟得到反应器中压力、环氧乙烷在气液相中的组成及乙氧基化产物随时间的分布,并同工业试验数据进行了比较。结果表明了模型的可靠性。

乙二胺体系铝镧MCM-41介孔分子筛的合成、表征及在乙氧基化反应中的催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙二胺为碱性介质,当n(TEOS)∶n(NaAlO2)(或LaCl3)∶n(CTAB)∶n(H2NCH2CH2NH2)∶n(H2O)=1∶X∶0 12(或0 14)∶3 5(或8 0)∶130,其中X=0 1,0 05,0 033时,水热法合成了硅铝(硅镧)摩尔比为10、20和30的Al MCM 41和La MCM 41介孔分子筛。通过XRD、IR、NH3 TPD吸附脱附、BET及CCl4吸附等方法对分子筛的晶体结构和表面物性进行了研究,结果表明,合成的分子筛具有典型的六方介孔结构特征。将Al MCM 41和La MCM 41分子筛分别用于催化乙氧基化反应,研究结果表明,Al MCM 41的催化活性高于La MCM 41,当Al MCM 41用量为正辛醇质量的3%,反应温度为120℃,反应压力0 2MPa,n(正辛醇)∶n(环氧乙烷)=1∶2时,正辛醇聚氧乙烯醚产品的收率达85%。