OMA合成.docx

油酸酰胺基非离子型表面活性剂
摘要：以油酸、顺丁烯二酸酐、二乙醇胺为原料，经加成与酰胺化两步反应，合成了油酸酰胺基非离子表面活性剂OMA。在催化剂PB和K0H存在下，控制两步反应温度分男『I为170～180C和150～165C，钾(PB)=03，n(油酸)：(顺丁烯二酸酐)：(二乙醇胺)：1：1．1：3．3，总反应时间5～6h，产物收率达82。OMA永溶性好，抗硬水、耐水解能力强，在pH值5～10永溶液均能稳定存在，具有很好的筢泡性和较好的润湿、乳化能力{在水中对黑色金属有优良的防锈性能，对铜也有一定的脐腐蚀效果，适用于永基金属切削液等永基型体系。关键词：油酸顺丁烯二酸酐二乙醇胺改性水溶性油酸酰胺化舍物非离子表面活性剂切削液随着环保意识逐渐深人人心，素有“工业味精”之称的表面活性剂的研究正朝着台成易于生物降解、生态性能优良的“绿色”产品方向发展，以植物油、淀粉等天然可再生资源为原料台成新型表面活·性剂已成为一个重要研究分支]。作者在研制热轧钢管润滑剂和水基难燃液压液的过程中，曾以松香为原料台成了TMA一1酰胺基表面活性剂，应用中显示出优良的特性。在切削液的研制中，发现油酸二乙醇酰胺在油基切削液中对黑色金属有很好的防锈性能，但不适用于水基台成切削液，它对酸、盐等电解质很敏感，易水解，不宜在酸性环境和硬水条件下使用。为此，决定对油酸醇酰胺改性，制备既具有良好的防锈性、且耐水解能力强的水溶性油酸酰胺基表面活性剂。研究表明，欲把疏水性的油制成水溶性油，方法是向油的分子上1人亲水性基团，如一COOH、cONH、一so。H、一H2、一sH等。另外，在油酸的长链烷基和羧基之间嵌入极性基团，不仅可以增加水溶性，而且能够改善电离性和提高耐硬水能力}若在同一分子中含有多个附着力强的极性基团，还会大大改善防锈能力l6l。因此．采用油酸与顺丁烯二酸酐加成，可在分子中1人两个羧基．提高了官能度；再与二乙醇胺进行酰胺化反应，可制得水溶性极好的油酸酰胺基非离子表面活性剂(简称OMA)。由于OMA分子中同时含有多个羟基、酰胺基等极性基团和长碳链烃基，因而具有很好的润湿、乳化、防锈等功能，可应用于多种领域。本文报道了它的台成方法、产物的表面性能及其对金属的腐蚀抑制性能。l实验部分1．1主要原料及仪器油酸，CP，酸值190～205mg／g，碘值85～95mg／g；顺丁烯二酸酐；二乙醇胺，AR，上海；椰油单乙醇酰胺(6501)，工业级，山东淄博。pHS一2型酸度计，BZHR一18O型表面张力仪，Nico|et一550型红外分光光度计。1．2台成方法在装有电动搅拌器、冷凝管、温度计的250mL反应器中加人0．2mol油酸，在氨气保护下加热到14Oc．开动搅拌器，缓慢加入0．22mol顺酐和适量催化剂PB(碱性化合物)，温度维持170~180C，反应3～4h。将反应混合物降温至140～150℃，分批加人3倍于油酸摩尔数的二乙醇胺和适量KOH催化剂，温度不超过165C。排尽逸出的水汽后，每隔10min取样测定体系酸值和水溶性，至酸值低于12mg／g时，试样的水溶性良好，无分层及浑浊现象；再加入0．06mol二乙醇胺，至胺值不再改变即为反应终点。降温至100℃，即得产品——油酸酰胺基非离子表面活性剂OMA，呈褐色牯稠状液体，用水稀释后为橙黄色透明液体。0．1水溶液pH值85～9．0，酰胺含量90。反应式如下cH—t一0Rc}H眦COOH+0(H-C)‘一二己酵胺(jCHCH，0H，RC}}—CH—tH(CH)CN—CH：CH!OH0C}N—CHCHzOHfCHzCH2OHCH2C—N~4EHCH2OHOCH~CH2()H(0MA)式中；R=cHs(cH2)，1．3测试方法采用KBr压片法进行红外光谱分析。用BZHR一180型表面张力仪测量表面张力，作图法求临界胶束浓度(cMc)。采用摇动法测定溶液的泡沫性能”，帆布沉降法测定润湿力，乳化能力按文献[8]方法测定。测定于25℃进行．试样的质量分数为0．25。防腐蚀性能的测定依据GB6144—85方法进行。2结果与讨论2．1合成条件的确定2．1．1加成反应条件油酸与顺酐的加成反应，理论上可在18O～200℃进行，实际操作时往往加热到200～21O℃，温度太高会导致顺酐挥发损失为降低反应温度，试验了几种催化剂对加成反应的影响。发现催化剂PB用量约在W(PB)一0．2(占油酸投料量)时，能使反应温度下降至17O～180C。高于该温度，会引起炭化结焦现象；低于该温度，加成反应不完全，致使酰胺化的最终产物水溶性极差。固定油酸：顺酐投料比(摩尔比)为1：1．1及第二步酰胺化反应条件，仅改变催化剂用量．加成反应在I7O～180℃反应3．5h，以最终产物OMA的收率和水溶性为指标进行考察，实验结果见表1。表lI崔化剂PB用量对反应的影晌随催