表面活性剂前驱体:C12-C14 脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚

2025/10/16 9:34:49 作者:电离式

介绍

C12-C14 脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚以 C12-14 线性脂肪醇为疏水核心,碳链长度12-14个碳原子,通过与环氧乙烷(EO,亲水性单体)和环氧丙烷(PO,双亲性连接单体)的逐步加成反应生成,其具体结构以C1214EnP3 表示(n=3,5,7,9,代表EO链节数;PO 链节数固定为 3),PO链位于疏水端与EO链之间,可促进疏水-亲水区域的平滑过渡,减少传统表面活性剂的凝胶化问题,EO 链则提供水溶性,其链节数可通过调控优化亲疏水平衡。

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图一 C12-C14 脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚

合成阴离子表面活性剂

C12-C14 脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的用途是作为原料合成阴离子表面活性剂,进而应用于棉织物前处理。具体合成过程分为两步:首先采用 SO₃膜磺化法,在它的羟基上引入-OSO₃H,生成脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚硫酸酯;随后用NaOH中和该硫酸酯,得到目标产物线性脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚硫酸钠(C1214EnP3S)。

反应机制

PO 基团的核心作用

C12-C14 脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的PO基团可有效改善传统表面活性剂的凝胶化问题,避免其在溶液中形成凝胶以提升使用便利性,同时还能优化表面活性剂分子在气 / 液界面的吸附行为,减少分子间排斥作用以提升吸附层致密性;

EO 基团的调控作用

C12-C14 脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的EO链节数的变化对性能影响更为显著,随着 EO 链节数增加,表面活性剂亲水性提升(分子在水中分散性增强),但表面活性下降,表现为临界胶束浓度(CMC)从 131.5 μmol/L 升至 274.12 μmol/L、表面张力(γCMC)从 39.98 mN/m 升至 43.47 mN/m,饱和吸附量(Γmax)从1.73 μmol/m² 降至 1.26 μmol/m²,分子截面积(Amin)从 0.96 nm² 增至 1.32 nm²,吸附层也随之变松散,泡沫性与表面张力降低速率呈线性相关,且应用于棉织物前处理时的毛细管效应会显著减弱。

棉织物前处理

以C12-C14 脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚为原料合成的 C1214E5P3S具有低泡特性,可避免过多泡沫影响退煮漂一浴法操作(传统脂肪醇醚硫酸盐泡沫量高易残留);在 98℃、与 1.5 g/L NaOH 和 1.35 g/L H₂O₂配合进行 40 分钟退煮处理后,棉织物展现出良好毛细管效应,能有效去除果胶、蜡质等杂质;同时还能保证棉织物具有较高白度指数,且耐盐性良好(可抵抗 Na₂SO₄离子干扰)。

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图二 C12-C14 脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚作为表面活性剂的性能

参考文献

[1]Huang X ,Gao C ,Huo Y , et al.Synthesis, characterization, and application of linear fatty alcohol polyoxyethylene polyoxypropylene ether sodium sulfate for cotton fabric pretreatment[J].Journal of Molecular Liquids,2025,425127214-127214.DOI:10.1016/J.MOLLIQ.2025.127214.

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