可分解香兰素基非离子表面活性剂的乳化性

doi:10.3969/j.issn.1001-1803.2019.02.001

日用化学工业 ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (2): 63-69.doi: 10.3969/j.issn.1001-1803.2019.02.001

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可分解香兰素基非离子表面活性剂的乳化性

丁凤美^1,²,周翔^1,²(),李居龙^1,²,邢志奇¹

1.东华大学化学化工与生物工程学院,上海 201620
2.生态纺织教育部重点实验室（东华大学）,上海 201620

收稿日期:2018-06-15 修回日期:2019-01-22 出版日期:2019-02-22 发布日期:2019-03-15
通讯作者: 周翔
作者简介:丁凤美（1981-）,女,山东人,助理研究员,博士,电话：13816043060,E-mail：dfm@dhu.edu.cn。
基金资助:
国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目(2013AA06A307)

The emulsibility of cleavable vanillin-based nonionic surfactants

Feng-mei DING^1,²,Xiang ZHOU^1,²(),Ju-long LI^1,²,Zhi-qi XING¹

1.College of Chemistry, Chemical Engineering and Biotechnology, Donghua University, Shanghai 201620, China
2.Key Laboratory of Science and Technology of Eco-Textiles, Ministry of Education （Donghua University）, Shanghai 201620, China

Received:2018-06-15 Revised:2019-01-22 Online:2019-02-22 Published:2019-03-15
Contact: Xiang ZHOU

摘要/Abstract

摘要：

针对已合成的含缩醛结构的环保型非离子表面活性剂香兰素辛二醇缩醛聚氧乙烯醚（VAEO）,研究不同乙氧基链长的VAEO_n （n=6~24）的表面活性及乳化性,并与壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO₁₀）的表面活性及乳化性作比较。结果表明,随EO聚合度（n）增大,VAEO_n降低表面张力和油/水界面张力的能力下降,对石蜡乳化能力减弱。EO聚合度为6~10的VAEO_n与NPEO₁₀降低表面张力的能力相近,乳化性能也相当。VAEO_n降低油/水界面张力的能力较NPEO₁₀差。采用Material Studio软件模拟分析VAEO_n和NPEO₁₀乳化石蜡的能力,结果表明VAEO_n乙氧基链越长,乳化石蜡重新聚集的速度越快,即乳化性能越差,模拟结果与乳化石蜡分相法的实验结果相吻合。

关键词: 香兰素基表面活性剂, 可分解, 乳化性, 表面活性, 壬基酚聚氧乙烯醚

Abstract:

A series of environment-friendly nonionic surfactants, vanillin 1,2-octanediolacetal polyoxyethylene ethers （VAEO） with acetal structure, have been successfully synthesized previously. The surface activity and emulsibility of VAEO_n （n=6-24） were studied, which were also compared with that of nonylphenol polyoxyethylene ether （NPEO₁₀）. The results show that, as the polyoxyethylene chain length （n） of VAEO_n increased, the abilities of VAEO_n to reduce the surface tension/interfacial tension and to emulsify paraffin are both decreased. As for the VAEO_n with low degree of EO polymerization （n=6-10）, their surface activity and emulsibility are similar to those of NPEO₁₀. The ability of VAEO_n to reduce oil-water interfacial tension is worse than that of NPEO₁₀. The software "Material Studio" is used to simulate VAEO_n and NPEO₁₀ in emulsifying paraffin in water, showing that the paraffin aggregated faster for the VAEO_n with longer polyoxyethylene chain length, which is consistent with the experimental results by split-phase method.

Key words: vanillin-based surfactant, cleavable, emulsibility, surface activity, nonylphenol polyoxyethylene ether

中图分类号:

TQ423.2

丁凤美,周翔,李居龙,邢志奇. 可分解香兰素基非离子表面活性剂的乳化性[J]. 日用化学工业, 2019, 49(2): 63-69.

Feng-mei DING,Xiang ZHOU,Ju-long LI,Zhi-qi XING. The emulsibility of cleavable vanillin-based nonionic surfactants[J]. China Surfactant Detergent & Cosmetics, 2019, 49(2): 63-69.

图/表 9

图 1

图 2

表 1

表 2

表 3

表 4

图 3

表 5

图 4

参考文献 12

[1]	Rosen M J, Kunjappu J T . Surfactants and interfacial phenomena[M]. Fourth edition. New Jersey: John Wiley & Sons Inc., 2012: 336-356.
[2]	Cui W F . Developments and application of alkylphenol products[J]. Speciality Petrochemicals, 1994 ( 6) : 1-6.
[3]	Rijksinstituut voor Kust en Zee. Chemical study on alkylphenols[R]. Netherlands: RIKZ, 2001.
[4]	Hellberg P E, Bergström K, Holmberg K . Cleavable surfactants[J]. Journal of Surfactants and Detergents, 2000,3(1) : 81-91. doi: 10.1007/s11743-000-0118-z
[5]	Yang W W, Wu Q L, Tang H Z , et al. Biosynjournal of natural vanillin: the queen of food ingredients[J]. Microbiology China, 2013,40(6) : 1087-1095.
[6]	Ding F M, Zhou X, Wu Z F. . The preparation of a cleavable vanillin-based non-ionic surfactant and its application:201510186164.2[P] 2015-07-22.
[7]	Holmberg K, Jönsson B, Kronberg B , et al. Surfactant and polymers in aqueous solution[M]. Second editon. England: John Wiley & Sons Ltd., 2002: 451-461.
[8]	Marrink S J, Risselada H J, Yefimov S , et al. The martini force field: coarse grained model for biomolecular simulations[J]. J Phys Chem B, 2007,111:7812-7824. doi: 10.1021/jp071097f pmid: 17569554
[9]	Lai S L, Wang J J, Guo Y N . Study on preparation and properties of alkyl polyglucoside using one-step method[J]. Journal of Shaanxi University of Science & Technology, 2017 (1) :78-84.
[10]	Wang J J, Lai S L, Guo Y N , et al. Preparation and properties of alkyl polyglycoside from sweet potato starch[J]. Speciality Petrochemicals, 2016 (5) :8-12.
[11]	Rosen M J, Kunjappu J T . Surfactants and interfacial phenomena[M]. Fourth edition. New Jersey: John Wiley & Sons Inc., 2012: 48-49.
[12]	Boyd J, Parkinson C, Sherman P . Factors affecting emulsion stability, and the HLB concept[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 1972,41(2) : 359-370. doi: 10.1016/0021-9797(72)90122-1

表面活性剂	cmc×10³/ （mol·L^-1）	γ_cmc/ （mN·m^-1）	c₂₀×10³/ （mol·L^-1）	pc₂₀	Γ_m×10¹⁰/ （mol·cm^-2）	A_m×10¹⁵/ cm²
VAEO₆	1.389	31.7	0.30	3.52	6.82	2.43
VAEO₈	1.032	33.4	0.11	3.95	5.46	3.57
VAEO₁₀	0.828	34.9	0.12	3.92	2.37	6.99
VAEO₁₂	0.718	35.9	0.12	3.92	1.95	8.51
VAEO₁₆	0.705	37.3	0.12	3.92	1.75	9.50
VAEO₂₀	0.615	39.8	0.14	3.85	1.71	9.65
VAEO₂₄	0.586	40.6	0.15	3.82	1.50	11.10
NPEO₁₀	0.068	32.5	0.01	5.00	6.59	2.51

表面活性剂	σ/（mN·m^-1）
VAEO₆	5.7
VAEO₈	6.9
VAEO₁₀	7.3
VAEO₁₂	8.7
VAEO₁₆	9.4
VAEO₂₀	11.8
VAEO₂₄	20.2
NPEO₁₀	3.9

表面活性剂	数均分子量		HLB值	浊点/℃
表面活性剂	表面活性剂	亲水基	HLB值	浊点/℃
VAEO₆	504	272	10.8	5
VAEO₈	678	446	13.2	65
VAEO₁₀	725	493	13.6	74
VAEO₁₂	836	604	14.4	85
VAEO₁₆	993	761	15.3	>100
VAEO₂₀	1 138	906	16.4	>100
VAEO₂₄	1 273	1 041	16.6	>100
NPEO₁₀	738	518	14.0	60

表面活性剂	t/s
	1.5 mmol·L^-1		3.0 mmol·L^-1		4.5 mmol·L^-1
	25 ℃	80~90 ℃	25 ℃	80~90 ℃	25 ℃	80~90 ℃
VAEO₈	431	253	504	280	563	330
VAEO₁₀	393	211	472	217	495	297
VAEO₁₂	340	190	357	205	454	268
VAEO₁₆	335	158	315	145	341	195
VAEO₂₀	229	83	281	151	301	183
VAEO₂₄	145	80	164	97	195	147
NPEO₁₀	310	134	571	148	743	173

乳化剂	D₁₀/nm	D₅₀/nm	D₉₀/nm	PDI	D/nm
VAEO₈	26.9	61.7	154	0.284	52.9
VAEO₁₀	33.1	86.3	181	0.379	69.6
VAEO₁₂	34.8	93.4	206	0.283	73.6
VAEO₁₆	45.1	87.3	156	0.274	81.9
NPEO₁₀	34.6	70.0	168	0.265	62.9
IT10	24.1	66.3	189	0.392	50.7
H₂O	44.5	107.0	212	0.281	90.5

可分解香兰素基非离子表面活性剂的乳化性

The emulsibility of cleavable vanillin-based nonionic surfactants

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[1]	张志升, 沈产量, 李建勋, 刘延强, 韩薇薇, 董三宝. 甜菜碱/AOS/Gemini季铵盐三元复合型泡排剂的研制与性能评价[J]. 日用化学工业（中英文）, 2024, 54(3): 239-249.
[2]	李国峰, 刘凯楠, 莫文龙, 马腾. 页岩油藏渗吸驱油剂体系性能评价[J]. 日用化学工业（中英文）, 2024, 54(3): 250-258.
[3]	侯仕达, 王志飞, 王亚魁, 李俊, 姜亚洁, 耿涛. 多阳离子位点季铵盐与AEC复配体系的应用性能研究[J]. 日用化学工业（中英文）, 2024, 54(2): 131-138.
[4]	张红梅, 张永民. [芥酰胺苯甲酸][胆碱]离子液体表面活性剂的合成及性能研究[J]. 日用化学工业（中英文）, 2024, 54(2): 149-155.
[5]	刘佩, 潘婷, 裴晓梅, 宋冰蕾, 蒋建中, 崔正刚, Bernard P. Binks. 非离子-阴离子Bola型表面活性剂和纳米SiO₂颗粒协同稳定的双重响应型O/W乳状液[J]. 日用化学工业（中英文）, 2024, 54(1): 1-15.
[6]	艾浩康, 姜亚洁, 王亚魁, 张璐, 耿涛. 硬脂酸酯双子季铵盐的合成及性能研究[J]. 日用化学工业（中英文）, 2024, 54(1): 16-23.
[7]	张婉萍, 林延忠, 张倩洁, 张冬梅, 蒋汶. Ca²⁺介导的月桂酰甲基牛磺酸钠相行为研究[J]. 日用化学工业（中英文）, 2024, 54(1): 32-37.
[8]	常世腾, 蔡小军, 郑延成, 刘雪瑾, 易晓, 蒋筑阳. 琥珀酸酯磺酸盐物化特性及其与甜菜碱复配体系界面性能[J]. 日用化学工业（中英文）, 2023, 53(9): 989-998.
[9]	徐德荣,连威,熊金钊,康万利. 致密油藏表面活性剂渗吸影响因素研究[J]. 日用化学工业（中英文）, 2023, 53(8): 857-864.
[10]	牛奇奇,吕其超,董朝霞,张风帆,王洪勃. 含蠕虫胶束的泡沫体系的性能研究进展[J]. 日用化学工业（中英文）, 2023, 53(8): 915-924.
[11]	王佳锐,魏孝承,张春雪,陈昢圳,郑向群,王强. 水环境样品中表面活性剂检测方法研究进展[J]. 日用化学工业（中英文）, 2023, 53(8): 925-934.
[12]	强学峰, 张莉, 郑斌, 侯倩倩, 燕坤. 无机盐KCl对离子型表面活性剂泡沫演化规律研究[J]. 日用化学工业（中英文）, 2023, 53(7): 733-741.
[13]	邢环宇, 贾丽华, 赵振龙, 杨瑞, 郭祥峰. 含萘酰亚胺和烷基疏水基的新型表面活性剂合成及性能[J]. 日用化学工业（中英文）, 2023, 53(7): 742-747.
[14]	周媛, 杨秀全, 张军, 白亮, 吴志宇. 不同酯化度烷基糖苷磺基琥珀酸酯盐的合成与性能[J]. 日用化学工业（中英文）, 2023, 53(7): 765-772.
[15]	付江鹏, 杜金梅, 苗大刚, 肖国威, 蒋阳, 许长海. 表面活性剂在活化氧漂体系去除纺织品有色污渍中的作用[J]. 日用化学工业（中英文）, 2023, 53(5): 511-516.