APG的合成及其在纺织行业中的应用

万方数据 终转化率随单体浓度的增大而提高，总的反应速率也 随之提高。其原因可能是由于反应初期乳胶粒子数和 自由基数目都不多，相对而言单体浓度较大，所以反 应初期单体浓度影响不大。随着乳胶粒子数和自由基 数目的增多，单体就显得不够，因而单体浓度就成为 影响反应速率的关键因素， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现出单体浓度越大，聚 合反应速率越大，而且成指数关系。但具体的单体不 同，指数稍有差异。单体浓度对粒径也有影响，随着 单体浓度的增大，粒子的水合半径和几何半径均随之 增大，相对分子质量亦相应增大，因为单体浓度越 大，粒子之间发生碰撞并长大的几率也越大。 3．2引发剂 常用的引发剂主要有油溶性(如偶氮二异丁腈 AIBN)和水溶性(如过硫酸钾KPs)两种。Guo[13】研 究发现，采用KPS引发聚合时成核期较长。采用 AIBN引发聚合时粒子成核期较短。Feng嗍等人采用 拉曼光谱对St—MMA—sDs微乳液聚合体系进行动力 学研究发现，当采用KPs引发时，有较高的初始聚 合速率，即使在较低的温度下，以氧化一还原引发 进行的微乳液聚合，也具有较高的聚合速率和极限转 化率。以油溶性引发剂BPO引发的微乳液聚合，聚 合速率和极限转化率最低。郭振良旧等研究动力学时 发现，当体系引发剂AIBN的浓度增大，聚合速率也 增大。不论采用何种引发剂，随引发剂的浓度增加， 反应速率增大，粒径减小。但如果引发剂用量过多， 则产生分子问聚合，形成暴聚物。 3．3乳化剂 3．3．1乳化剂种类的影响 按照分子中亲水基团的性质可将乳化剂分为阴离 子型(如十二烷基苯磺酸钠等)、阳离子型(主要有 胺盐型和季铵盐型等)、非离子型(常用的有span和 Tween系列)以及两性乳化剂(其中磷脂是天然两性 乳化剂的典型代表)。不同乳化剂的临界胶束浓度、 聚集数及对单体的增溶度等性能各不相同。当乳化剂 用量和其它条件相同时，临界胶束浓度越小，聚集数 越大的乳化剂成核几率大，所生成的乳胶粒数目多， 粒径小，聚合反应速率大，聚合物的平均分子质量也 高。单体增溶度大的乳化剂成核效率高，有利于提高聚 合反应速率和生成平均分子质量高的聚合物。赵勇㈣ 以油溶性的EHP为引发剂，分别在阴离子乳化剂 DOP及非离子型乳化剂Span80体系中进行反相微 乳液共聚合反应，测定了转化率与时间的关系曲 线，发现Span80体系的共聚反应总速率低于DOP 体系。 ·14· 3．3．2乳化剂浓度的影响 乳化剂浓度越大，初始胶束就越多，开始阶段的 粒核数目也就越多，所生成的胶粒数目就越多，从而 使乳胶粒的平均直径减小。当自由基的生成速率一定 时，乳胶粒数目越多，自由基在乳胶粒中的停留时问 也越长，自由基链就有充分的时间进行链增长，从而 获得相对分子质量很大的聚合物乳液，而且乳胶粒数 目越多，反应中心数目也越多，所以反应速率就越 大。一般来说，粒度分布的宽窄也与乳化剂浓度密切 相关，乳化剂浓度越大，粒度分布越宽，若乳化剂浓 度越接近临界胶束浓度(cmc)，粒度分布越窄。所 以反应过程中可以通过滴加乳化剂使其浓度略大于 cmc，来获得粒度分布很窄的乳液。ⅪausTauer旧等 研究了乳化剂的浓度对丙烯酸丁酯微乳聚合的Rp (聚合速率)的影响，结论是随着乳化剂浓度的升高， Rp降低，反应时间加长，粒径增大。这是由于增加 乳化剂的浓度，使得聚合增长链有更多的机会向乳化 剂转移而终止，因而聚合速率降低。徐相戮18】等认为 当油溶性引发剂AIBN引发MMA微乳液聚合时，乳 化剂在一定浓度范围内，聚合速率随乳化剂浓度的增 加而下降，并得到动力学方程：RpoClIE】一0．98，这与 Candau研究结果相似。不过DebumagaA【19】对 Madquat(2一甲基丙烯酰基乙氧基三甲基氯化铵)微乳 液聚合的研究发现，在乳化剂浓度较低时，聚合速率 对乳化剂的浓度有很强的依赖关系，在高浓度时，这 种关系并不明显，可以忽略。 3．4反应温度 随着反应温度的提高，粒径减小，相对分子质量 也降低。这是因为温度升高，自由基的生成速率增 大，自由基向胶束扩散速率增大，成核速率增大，生 成更多的乳胶粒，同时增大反应速率常数。但反应温 度的升高同样使自由基进入乳胶粒的速率加快，致使 乳胶粒中链终止速率增大，聚合物平均相对分子量降 低，而且乳胶粒之间因发生碰撞而聚结的几率增大， 稳定性下降。所以聚合过程中必须适当控制反应温 度。IssaKatime圄合成了聚甲基丙烯酸乙酯微乳液， 发现聚合温度对反应速率和转化率有很大的影响。 4微乳液聚合的关键问题 微乳液聚合体系中，特别是O厂Ⅳ微乳液体系，乳 万方数据 鬃羹黪啦厂瀵曦一。．一一。一⋯．一一。一一旦旦些兰兰翌堂 箜!Q鲞 来催化合成烷基糖苷。使用固体超强酸有催化活性 高、稳定性好、可重复使用和易再生等特点，所得产 品质量较好，产率高，并且此类催化剂代替传统催化 剂制备APG，既可减少对设备的腐蚀，又可减少三 废对环境的污染，由于其催化效率高，催化剂耗量甚 少，可降低耗量，降低成本。 在烷基多苷的生产过程中，产品的脱醇是工业化 生产中的关键步骤。由于在烷基多苷合成中使用的高 级醇沸点高，要保证产品中醇含量在1％以内刚，就 要采用合适的脱醇工艺。目前APG的脱醇工艺一般 有3种：液液萃取法、超临界气体萃取法和蒸馏法。 第一种方法存在溶剂回收、二次污染及产品脱溶剂等 问题，且工艺复杂，成本较高；第二种方法需一套能 承受高压的超临界气体萃取装置，设备投资费用及操 作费用较高。所以，现在国内普遍采用的是减压蒸馏 法圈。 直接法生产APG的工艺已经趋于成熟。在国家 “九五”科技攻关项目(96—553—01一03)中，APG中 试工艺就是采用直接法，整个工艺过程采用计算机全 程监控，具有较高的自动化水平。 2 APG衍生物 APG分子中葡萄糖环上有游离羟基，可发生羟 基的各种反应，从而可以进一步合成许多性能独特或 更优良的衍生物，如非离子型的烷基多苷酯、烷基多 苷的乙氧基化物；阴离子型的烷基多苷硫酸酯、磷酸 酯、磺基琥珀酸酯、羟乙基磺酸盐和羧酸盐；阳离子 型的烷基多苷季铵盐等，更增加了APG这类表面活 性剂的生命力。 阳离子烷基糖苷(CAPG)是一类带有长链烷基 和季铵基的糖苷。分子中碳链长度、烷基数、季铵基 团数以及糖苷聚合度的不同，而具有不同的性能。因 而合理选用不同的烷基糖苷应用于不同领域，才能取 得理想的使用效果。 陈永杰等人阎研究的烷基糖苷季铵盐表面活性 剂，在结构上是通过链桥将烷基糖苷和阳离子表面活 性剂连接起来的新型表面活性剂，结构如图3。 道纯公司现已投产的烷基糖苷有单烷基糖苷单季 铵盐、双烷基糖苷双季铵盐和双烷基糖苷三季铵盐。 阳离子烷基糖苷是以原非离子烷基糖苷进行季铵化改 性或以葡萄糖为原料直接季铵化合成，它秉承了原有 烷基糖苷的绿色、天然、低毒和低刺激等性能，兼具 季铵盐的各种阳离子特性，同时还具有二者所没有的 能和阴离子表面活性剂复配混溶、协同增效的性能， 是一种理想的新型表面活性剂。 ·20· H{0 H{o 图3烷基糖苷季铵盐表面活性剂的合成 Fig．3SynthesisofalkylglucosidequatemaIy ammoniumsuIfactant 非离子型衍生物主要为脂肪酸酯、醚型、环氧乙 烷(EO)／环氧丙烷(PO)加合物等，常见的烷基糖苷 脂肪酸酯是利用低碳醇糖苷(如甲基苷等)与长链脂 肪酸反应所得，主要作乳化剂。也可用碳酸二烷基酯 与APG进行酯交换，制备APG碳酸酯。APG在碱性 条件下与Eo及Po反应，所得衍生物的HLB值可由 Eo／Po比例进行调节。乙氧基化APG不刺激皮肤 和眼睛，具有好的纺织洗涤性及防腐性。APG的 EO／P0加合物也是优良的增稠剂，但遗憾的是这类 衍生物的生物降解性能比较差例。 3 APG的性能及其在纺织工业中的应用 现代社会对表面活性剂的毒副作用日益关注，尤 其是作为新型表面活性剂的APG。表面活性剂及其 代谢产物对人体可能造成的毒副作用包括许多方面， 如急性毒性、慢性毒性、致畸陛、变异性、致癌性和 致敏性等。通过对烷基糖苷的实验结果显示，其 LD50>3125mg·kg～，刺激性较低，未发现存在变异 性和致敏性圈。表1是LG公司所做的常用表面活性 剂毒性试验数据。从表中可以看出APG的毒性比其 他常用表面活性剂小得多。 烷基糖苷除易生物降解、无毒副作用外，其溶液 及其处理后的纺织产品对皮肤的刺激性很小。图4为 LG公司所测出的APG与一些常用表面活性剂的刺激 指数j从图中可以看出APG的刺激指数非常低，而 且与其他表面活性剂配伍后能明显降低溶液的刺激 性。 脂肪醇烷基碳链提供非极性的亲油基团，因此通 常烷基碳链长度大于8个碳的烷基糖苷才具有表面活 性和临界胶束浓度(cmc)，而且随着烷基碳链的增 长，其表面张力明显降低，cmc值也随之降低，说明 其活性显著提高。表2为APG与LAE和LAs的性能 一CC一导Hr叫 一 心遣心C●N●C —R+RO Cb m埘mC●N●C 万方数据 万方数据 表3起泡高度Tab．3FoamheightofAPG 性剂主体组分，适当添加各种助剂，开发无磷、无烷基酚聚氧乙烯醚类的绿色环保型三合一高效精炼剂， 可用于纯棉织物高效短流程前处理工艺中pl】。诺互化学(苏州)公司开发的环保型三合一高效精练剂，经 过筛选，确定以烷基糖苷(APG)、奇碳醇类衍生物 和环保型双氧化稳定剂为主体原料，对复配的助剂进行大量的优化工作，成功地研制出新型环保三合一高 效精练剂，它具有耐强碱性，无浊点，泡沫较少，不含磷、硅和无烷基苯酚结构的特点，从而减少了印染 前处理工艺的污水排放。此种高效精练剂可广泛应用 于棉布、纱结和针织等前处理短流工艺，有助于印染 企业，环保清洁生产。黄红生等人【32】以烷基糖苷和脂 肪酰胺醚琥珀酸单酯磺酸钠为主表面活性剂合成环保 型高效精炼剂Kx301+，不仅渗透性好、耐200g·L。以上强碱、低泡、而且绿色环保，在短流程工艺中效 果良好，能给纺织制品的白度、毛效的提高带来积极 影响。 APG这种非离子表面活性剂，本身就增加了产品的黏度，在有着优良性能的同时可赋予纺织助剂本 身一定的黏度。其增黏能力可与常用烷醇酞胺相比，但烷醇酞胺在使用中可能会生成亚硝胺，在有些国家 已被限制或禁止使用。C。：“APG使用时，无需再加 增黏剂，对泡沫无不良影响。对于不同碳链长度的烷 基多苷与阴离子表面活性剂复配后，长链烷基多苷比短链烷基多苷的增稠效果明显的好，因为长链APG 易与溶液中的阴离子表面活性剂形成棒状胶体，有利于增加复配物的黏度㈤。 作为化学助剂，烷基糖苷作为一种新型的化学助 剂还可用于纺织工业的棉布防皱剂、水溶液的粉末分散剂以及防尘剂等。 4结语 当前国际纺织印染工业发展日新月异，高新技术不断注入，新纤维不断涌现，产品朝着高档、舒适、 健康及生态绿色方向发展，同时人们对纺织品生产中 所用助剂带来的生态问题给予了更多的关注，提出了 很高的要求。这就要求开发出高性能、低毒低刺激性·22·的生态保护型和环保型纺织助剂。由于APG表面活 性高、泡沫细腻，而且去污和配伍性好、无毒、无刺 激|生和易生物降解，对环境友好，而且耐酸碱，耐硬 水，并具有一定的增稠、调理效果和杀菌以及提高酶活力的独特性能。APG不仅适用于配制日用洗涤剂， 还可以用作精炼剂、净洗剂、乳化剂、润湿剂、消泡 剂、增稠剂和分散剂等。因此应把研制含APG的新型环保型纺织助剂作为当前在纺织工业中助剂应用的 重点。参考文献： [1】苏琼，王彦斌．新一代表面活性剂烷基糖苷【J】．西北民族 大学学报(自然科学版)，2005，26(4)：28—33． [2]胡立红，周永红，宋湛谦．绿色表面活性剂烷基糖苷的合成 及应用[J】_林产化工通讯，2005，39(6)：25—28． 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staphylococcusaureusandst印hylococcusepidemiswerecult兀Iedat37℃for48hoursw“hMICmethod．0bservedthemosttolerancedosa宅Ie． ObservedthateHlectedauricleswellinginducedbydimetllylbenzene．Establishedanexperimentalanimalmodelforacnetoob8erve山eanti— comedonee饪毛ctof“QinyanruyuDecotion”．Theminimuminhibitoryconcentration0f“QinyanruyuDecotion40were1018m∥mL，43．2m∥mL and43．2m∥mLbyquan￡itativedete彻ination．11ledecotioncouldsjgnificandyeasedauriclesweⅡinginducedbydimethylbenzeneandreduce 山efollicularkeratinousplugand山edermalirlnammationloftIleexperimentalanimalmodel0facne．7I’heesperimentalresultsindicatedthede— cotionhadobviousantibactedaJ，anti—inn锄matoryandantifollicularhyperkeratosise￡f-ects． Keywords：8kincare；an曲acterial；anti—innammatoryaction；anti—f01licularhyperkeratosis (上接第22页) 北化工，2006，29(7)：24—25． [19】罗钫，辛小燕．固体超强酸催化合成烷基葡萄糖多苷[J] 林产化学与工业，2000，20(1)：11一14． 【20]于兵川，吴洪特．复合固体超强酸催化剂S042一，z由2—Ti02 一步法合成烷基糖苷研究[J]．化学世界，2005，46(10)： 608—6lO．613． 【21]GB厂1119464—2004，烷基糖苷【S]． [22]王艳茹，魏永慧，尹荣．非离子表面活性剂一烷基糖苷 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Keywords：APG；8ynt|lesis；te妯leauxili撕es；印plication ·26． 万方数据 APG的合成及其在纺织行业中的应用 作者： 刘旭峰， LIU Xu-feng 作者单位： 广东纺织职业技术学院,广东,佛山,528041 刊名： 日用化学品科学 英文刊名： DETERGENT & COSMETICS 年，卷(期)： 2007,30(6) 被引用次数： 6次 参考文献(32条) 1.苏琼;王彦斌 新一代表面活性剂烷基糖苷[期刊论文]-西北民族大学学报(自然科学版) 2005(04) 2.胡立红;周永红;宋湛谦 绿色表面活性剂烷基糖苷的合成及应用[期刊论文]-林产化工通讯 2005(06) 3.高鸿宾 有机化学 4.傅挺进;刘明刚 烷基糖苷的合成及性能应用 2003(02) 5.张宁;曹劲松;彭志英 有机介质中糖苷酶催化反应研究进展[期刊论文]-食品与发酵工业 2001(11) 6.Vulfson E N;Patel R;Law B A Alryl-fl-β -glucoside synthesis in a water-organic two-phase system [外文期刊] 1990(12) 7.方云;吕栓锁;夏咏梅 酶法合成生物表面活性剂[期刊论文]-无锡轻工大学学报 2004(01) 8.朱运平;江正强;李里特 烷基木糖苷的酶法合成及其纯化[期刊论文]-过程工程学报 2004(06) 9.吴颖;于九皋 糖苷酶催化制备烷基糖苷[期刊论文]-化学通报(印刷版) 2005(136) 10.蓝仁华;伍明华;杨卓如 二步法合成十二烷基多苷机理及动力学探讨[期刊论文]-高校化学工程学报 2001(03) 11.王志良;陈学梅 烷基糖苷合成技术进展[期刊论文]-化学工业与工程技术 2000(03) 12.倪双林 预乳化工艺合成烷基糖苷[期刊论文]-云南化工 2004(03) 13.吕树祥;黄恩才;米镇涛 直接法合成十二烷基糖苷的机理和动力学[期刊论文]-化学反应工程与工艺 2003(01) 14.刘祥 用量子化学方法研究烷基糖苷的反应机理[期刊论文]-太原理工大学学报 2002(03) 15.古绪鹤;陈同云 新型表面活性--烷基糖苷的合成与应用研究[期刊论文]-日用化学工业 2002(01) 16.陈金芳;陈洪;陈全明 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