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5種聚萜烯馬來(lái)酸酐聚乙二醇酯高分子表面活性劑表面張力、乳化性能等研究（二）
來(lái)源：林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè) 瀏覽 661 次 發(fā)布時(shí)間:2024-11-25
2結(jié)果與討論
2.1產(chǎn)品合成及表征
圖2原料及產(chǎn)物的紅外譜圖
工業(yè)雙戊烯中除了百分之十左右的α-松油烯具有共軛雙鍵能直接與馬來(lái)酸酐發(fā)生D-A加成反應(yīng)外，γ-松油烯、雙戊烯等均需在催化劑作用下發(fā)生異構(gòu)化，轉(zhuǎn)化為以α-松油烯為主的含有共軛雙鍵的單環(huán)單萜才能與馬來(lái)酸酐發(fā)生反應(yīng)生成萜烯馬來(lái)酸酐加合物，萜烯馬來(lái)酸酐加合物再分別與聚乙二醇(400,600,1 000,2 000,4 000)進(jìn)行反應(yīng)得到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)產(chǎn)物，分別為聚萜烯馬來(lái)酸酐聚乙二醇400酯(Ⅰ)，聚萜烯馬來(lái)酸酐聚乙二醇600酯(Ⅱ)，聚萜烯馬來(lái)酸酐聚乙二醇1000酯(Ⅲ)，聚萜烯馬來(lái)酸酐聚乙二醇2000酯(Ⅳ)和聚萜烯馬來(lái)酸酐聚乙二醇4000酯(Ⅴ)。
2.1.2相對(duì)分子質(zhì)量和聚合度(DP)根據(jù)GPC測(cè)試得到的相對(duì)分子質(zhì)量、聚合度(DP)結(jié)果如表1所示。
表1 5種表面活性劑的相對(duì)分子質(zhì)量及聚合度(DP)
由表1可知，5種高分子表面活性劑的重均相對(duì)分子質(zhì)量在1 643～5 267之間，萜烯馬來(lái)酸酐與聚乙二醇2 000反應(yīng)得到的表面活性劑重均相對(duì)分子質(zhì)量最大，表面活性劑的聚合度隨著聚乙二醇相對(duì)分子質(zhì)量的增大呈先增大后減小的趨勢(shì)，化合物Ⅱ聚合度最大，為4.9。
2.2表面活性性能
圖3 5種表面活性劑的γCMC-C曲線(xiàn)
2.2.1 CMC及γCMC將5種聚萜烯馬來(lái)酸酐聚乙二醇酯高分子表面活性劑配成一定濃度的水溶液，通過(guò)Wilhelmy板測(cè)試法，利用Sigma 701表面張力儀測(cè)定，作出γCMC-濃度(C)曲線(xiàn)，如圖3所示。
由圖3可見(jiàn)，25℃時(shí)表面活性劑的表面張力隨著溶液質(zhì)量濃度的增大而減小。當(dāng)濃度達(dá)到一定值時(shí)，溶液表面張力降到最低值，此時(shí)再增加質(zhì)量濃度，溶液表面張力幾乎不變。表面活性劑的CMC值和γCMC具體見(jiàn)表2。由表2可知，5種表面活性劑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ的CMC值分別為6.5、2.1、2.7、3.3和5.5 g/L，對(duì)應(yīng)的γCMC分別為42.0、38.2、39.8、42.1和33.7 mN/m。CMC和γCMC隨著聚乙二醇相對(duì)分子質(zhì)量的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，化合物Ⅱ的CMC值和γCMC最佳。
2.2.2 EP、FP和HLB值5種表面活性劑的乳化性能、泡沫性能及親水親油平衡值如表2所示。
表2 5種表面活性劑的表面活性
表面活性劑可以顯著降低水/油界面張力，同時(shí)在界面吸附形成界面膜，界面膜強(qiáng)度越大，乳狀液越穩(wěn)定，分水時(shí)間越長(zhǎng)，乳化能力越強(qiáng)。由表2可知，5種表面活性劑隨著聚乙二醇相對(duì)分子質(zhì)量的增大，乳化性能降低，表面活性劑Ⅰ乳化性能最好，達(dá)到780 s。
泡沫是由于空氣和其他氣體從液面下通入，液體發(fā)生膨脹，并以液膜將氣泡包圍而成的，表面活性劑Ⅴ的起泡性較好，起泡高度達(dá)到64 mm，5 min后對(duì)應(yīng)的泡沫高度為23 mm。
HLB值是表面活性劑親水-親油平衡的定量反映。HLB值越大，親水性越強(qiáng)，HLB值越小，親油性越強(qiáng)。5種表面活性劑的HLB值均大于16，具有較好的親水性；隨著聚乙二醇相對(duì)分子質(zhì)量的增大，HLB值呈增大的趨勢(shì)，可用作O/W型乳化劑、洗滌劑、增溶劑等。
3結(jié)論
3.1以工業(yè)雙戊烯為原料，先合成萜烯馬來(lái)酐加合物，再分別與不同相對(duì)分子質(zhì)量的聚乙二醇(400，600，1 000，2 000，4 000)反應(yīng)，合成了5種聚萜烯馬來(lái)酸酐聚乙二醇酯高分子表面活性劑(Ⅰ～Ⅴ)，并用紅外光譜儀和凝膠色譜儀對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確證。
3.2 5種聚萜烯馬來(lái)酸酐聚乙二醇酯高分子表面活性劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)的CMC值分別為6.5、2.1、2.7、3.3和5.5 g/L，γCMC分別為42.0、38.2、39.8、42.1和33.7 mN/m。隨著聚乙二醇相對(duì)分子質(zhì)量的增大CMC和γCMC均呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，化合物Ⅱ表面活性最佳；隨著聚乙二醇相對(duì)分子質(zhì)量的增加，聚合度(DP)先增大后減小，化合物Ⅱ聚合度最大，為4.9。
3.3 5種表面活性劑均具有很好的乳化性能(EP)，且隨著聚乙二醇相對(duì)分子質(zhì)量的增大，EP逐漸減小，表面活性劑Ⅰ乳化性能最好，達(dá)到780 s。5種表面活性劑均具有很好的泡沫性能(FP)，表面活性劑Ⅴ的起泡性最好，起泡高度達(dá)到64 mm，5 min后對(duì)應(yīng)的泡沫高度為23 mm，5種表面活性劑的HLB值均大于16，具有較好的親水性，且隨著聚乙二醇相對(duì)分子質(zhì)量的增大，HLB值增大，親水性增強(qiáng)。