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《北京工商大学》 2016年
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油脂酰肌氨酸类表面活性剂的设计、合成与性能研究

谭婷婷  
【摘要】:设计合成安全、温和、高效的产品是表面活性剂研发的前沿课题,油脂酰肌氨酸类是改性皂类温和性表面活性剂,安全性高、应用前景广阔,具有很好的研究价值。但目前主要以脂肪酸为原料,采用酰氯法合成工艺,需使用强刺激性及腐蚀性原料,存在环境污染严重、合成路线长、产品质量差的缺点。依据绿色化学基本原则,以天然油脂为原料,探讨采用甲酯工艺,研究油脂酰肌氨酸类表面活性剂的绿色合成方法。设计合成了大豆油酰基肌氨酸、葵花籽油酰基肌氨酸、橄榄油酰基肌氨酸、花生油酰基肌氨酸、稻米油酰基肌氨酸、玉米油酰基肌氨酸、玉米胚芽油酰基肌氨酸、椰子油酰基肌氨酸、棕榈仁油酰基肌氨酸、牛油酰基肌氨酸、猪油酰基肌氨酸、鸡油酰基肌氨酸、羊油酰基肌氨酸及相应钠盐,共13种26个油脂酰肌氨酸类化合物。通过MS、IR、HPLC技术对产品进行了结构表征、组成及含量分析,结果表明,产品均为系列同系物组成的混合物,各组分的相对百分含量与原料油脂的脂肪酸组成基本一致,定量分析测得目标产物含量为85.0%~59.9%。以棕榈仁油酰基肌氨酸为例,通过正交试验得到较佳合成条件,即以无水甲醇为溶剂、肌氨酸钠与棕榈仁油甲酯的摩尔比为1:1.15、甲醇钠0.04 mol、PEG 200 35 g、反应温度110℃、反应时间4 h,棕榈仁油酰基肌氨酸的收率为89.2%。其他油脂酰肌氨酸的收率为90.8%~35.4%,其中植物油酰基肌氨酸的收率较高,均高于65%,动物油酰基肌氨酸的收率较低,均低于65%。对产品的表面活性进行了系统研究,分析结构变化对性能的影响。结果表明,临界胶束浓度(cmc)在9.19×10~(-3)mol·L~(-1)~1.25×10~(-3)mol·L~(-1)之间,最低表面张力(γ_(cmc))在29.096mN·m~(-1)~24.814mN·m~(-1)之间,有较好的表面活性。评价了产品的泡沫性能、乳化性能、抗硬水性能、去污性能等物理化学性质。计算得到了饱和吸附量(Г_(max))、表面分子最小截面积(a_m~s)、形成胶束标准自由能(△G_(mic)~o)、表面吸附标准自由能(△G_(ads)~o)、表面吸附效率(pC_(20))等表面化学性质参数。结果表明,合成的油脂酰肌氨酸钠产品均具有表面活性剂的典型特征及良好的表面活性。
【关键词】:油脂酰肌氨酸 表面活性剂 合成 性能
【学位授予单位】:北京工商大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ423
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-15
  • 1.1 酰基氨基酸表面活性剂9
  • 1.2 酰基氨基酸表面活性剂的合成方法9-11
  • 1.3 酰基氨基酸表面活性剂的性能研究11-12
  • 1.4 酰基氨基酸表面活性剂的应用研究12
  • 1.5 本论文的主要内容12-15
  • 第2章 实验部分15-25
  • 2.1 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的合成与表征15-19
  • 2.1.1 主要试剂与仪器15-16
  • 2.1.2 反应原理16-17
  • 2.1.3 实验方法17
  • 2.1.4 正交试验17-18
  • 2.1.5 结构表征18-19
  • 2.2 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的表面活性研究19-21
  • 2.2.1 主要试剂与仪器19
  • 2.2.2 实验方法19-21
  • 2.3 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的泡沫性能研究21-22
  • 2.3.1 主要试剂与仪器21
  • 2.3.2 实验方法21-22
  • 2.4 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的乳化性能研究22
  • 2.4.1 主要试剂与仪器22
  • 2.4.2 实验方法22
  • 2.5 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的抗硬水性能研究22-23
  • 2.5.1 主要试剂与仪器22-23
  • 2.5.2 实验方法23
  • 2.6 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的去污性能研究23-25
  • 2.6.1 主要试剂与仪器23-24
  • 2.6.2 实验方法24-25
  • 第3章 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的合成25-62
  • 3.1 正交试验25-28
  • 3.2 结构表征28-42
  • 3.3 组成及含量分析42-60
  • 3.3.1 分析方法42-46
  • 3.3.2 结果与讨论46-60
  • 3.4 小结60-62
  • 第4章 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的表面活性研究62-71
  • 4.1 结果与讨论62-69
  • 4.2 小结69-71
  • 第5章 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的性能研究71-82
  • 5.1 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的泡沫性能71-76
  • 5.2 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的乳化性能76-77
  • 5.3 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的抗硬水性能77-79
  • 5.4 油脂酰肌氨酸类表面活性剂的去污性能79-81
  • 5.5 小结81-82
  • 第6章 结论82-86
  • 参考文献86-90
  • 在学期间发表的学术论文与研究成果90-91
  • 致谢91

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