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烷基糖苷与其他表面活性剂的复配性能研究

2016-03-10 09:12:24 来源:百度百科作者:徐国梅张媛媛张卫卫【大中小】浏览:1113次评论:0条

21世纪的表面活性剂正朝着安全、温和及易生物降解的方向发展。绿色表面活性剂烷基糖苷（APG）。是由脂肪醇和葡萄糖或淀粉等可再生性植物为原料，通过脱水缩合得到的非离子表面活性剂，性能优异，能与大多数的表面活性剂复配，具有协同效应。烷基糖苷的原料成本与脂肪醇醚类相近，但糖苷转移反应的复杂性、产品精制的溶剂回收等方面，使其生产成本高于AE（脂肪醇聚氧乙烯醚）和AES（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐）。

中国是传统农业大国，淀粉资源较为丰富，所以以淀粉代替葡萄糖合成烷基糖苷，是一种更加经济的方法。本文利用皖西农副产品山芋淀粉作为原料，同正丁醇在柠檬酸和对甲苯磺酸作为催化剂的条件下反应，再与十二醇反应后，采用间接法合成，得到非离子表面活性剂十二烷基糖苷，并与OP-10（非离子表面活性剂）、十二烷基硫酸钠（阴离子表面活性剂）、十六烷基三甲基溴化铵（阳离子表面活性剂）进行复配，对其复配后的表面张力、起泡性能、浊点等进行研究，结果表明，烷基糖苷是一种性能优良的表面活性剂。

1 实验部分

1．1 试剂与仪器

山芋淀粉，食品级；正丁醇、十二醇、对甲苯磺酸、柠檬酸、丙酮、丙三醇、氢氧化钠、OP-10、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵均为分析纯。 DF-Ⅱ集热式磁力加热搅拌器；BZY-1全自动表面张力仪；DXZ-1型真空干燥箱；SHA-C型水浴恒温振荡器；FA-1104电子天平；501型超级恒温器；SHZ-C型循环水式多用真空泵；670型傅里叶红外光谱仪；2151罗氏泡沫仪。

1．2 实验方法

采用转糖苷法即两步法来合成，糖苷和长链烷醇在酸催化下进行苷交换反应，生成较复杂的烷基糖苷。ROH为正丁醇，APG（Ⅰ）为丁基葡萄糖苷，APG（Ⅱ）为十二烷基葡萄糖苷，R'OH为正十二醇。

把质量比1∶2的山芋淀粉和正丁醇混合均匀，加入配有磁力搅拌器、温度计和分水回流冷凝器的三颈烧瓶中，充分搅拌，混合均匀后，加入1．0%的对甲苯磺酸和10．0%的柠檬酸作为催化剂，滴加适量浓硫酸，油浴加热，控温100～120℃，反应5～7h。真空蒸馏，除去未反应的正丁醇和生成的水。将减压蒸馏装置改成冷凝回流装置，向体系中加入6～8倍于山芋淀粉质量的十二醇（预热80℃），继续反应，用KI-I2试液检测反应终点。达终点后，减压蒸馏除去过量的十二醇和置换出来的正丁醇，期间可以添加4～5mL丙三醇作为携带剂。减压蒸馏至不再有馏分出来（40～50min）。添加适量丙酮进行萃取（趁热萃取， 70～80℃），静置分层。下层产物中加入适量30%的氢氧化钠溶液，中和至pH8左右。再用双氧水进行脱色，最后得到浅黄色粘稠液体，即为粗制的APG产品，真空干燥。

1．3 复配

将合成的烷基糖苷分成四份，一份不添加表面活性剂，一份添加10gOP-10，一份添加10g十二烷基硫酸钠，一份添加10g十六烷基三甲基溴化铵，进行复配，分别测定其表面张力、起泡高度与持续时间、浊点等。另外取10gOP-10、10g十二烷基硫酸钠、 10g十六烷基三甲基溴化铵，配制成等体积溶液，进行检测。

2 结果与讨论

2．1 红外分析山芋淀粉和产物APG红外光谱分别见图1和图2

由图2可知，糖苷中含有明显的亲水基特征峰，分子键—OH伸缩振动频率为3345～3370cm－1 ；2930，2800cm－1处吸收显示—CH3和—CH2的伸缩峰；1170，1060cm－1处吸收显示不带支链的醚键C—O—C基伸缩振动频率，这是APG的特征吸收峰，说明产物是烷基糖苷。

2．2表面张力的测定

调节恒温水浴温度为25℃，检测各复配溶液的表面张力，结果见表1。

由表1可知， APG的表面张力比其它三种表面活性剂的都低，而且与其它三种复配后，可以使其表面张力显著降低，表明烷基糖苷与其他表面活性剂复配后产生了协同效应。

2．3 起泡高度和持续时间

APG与其他表面活性剂复配后，（40±0．5）℃ 的泡沫高度见表2。

由表2可知，烷基糖苷的起泡性优良，且与其他表面活性剂具有协同效应。

2．4 浊点的测定

在水浴中对各复配溶液进行逐渐升温，测得复配溶液的浊点，见表3。

由表3可知，在水浴中对复配溶液进行逐渐升温时，溶液没有变浑浊，可知烷基糖苷与其他表面活性剂复配后的浊点大于水的沸点100℃。