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馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇酯的表面張力、等物化性能測定(二)

來源:沈陽化工大學學報 瀏覽 643 次 發布時間:2024-11-25

2、結果與討論


2.1紅外光譜分析


使用TR-460型紅外光譜儀(美國Nicolet公司)測定馬來酸酐和MARAPEG-10的紅外光譜,如圖1、圖2所示。

圖1馬來酸酐紅外光譜

圖2 MARAPEG-10紅外光譜


參照馬來酸酐紅外光譜,對產物MARAPEG-10結構進行分析:MARAPEG-10紅外光譜圖中不存在酸酐中羰基C==O對稱和反對稱偶合振動吸收峰(1684 cm-1、1856 cm-1)以及C—O—C伸縮振動特征吸收峰(1268 cm-1),不存在羧酸的—OH的伸縮振動峰(3000 cm-1)以及共軛羧酸C==O的特征吸收峰(1620 cm-1),不存在蓖麻油酸中仲羥基特征吸收峰(1124 cm-1),而存在與羰基共軛的C==C特征吸收峰1643 cm-1,說明蓖麻油酸的仲羥基與酸酐發生酯化反應。


在1635 cm-1處出現蓖麻油酸酯中C==O的伸縮振動峰,在3460 cm-1處出現醇羥基—OH特征峰,1249 cm-1為聚乙二醇中伯醇的C—O伸縮振動峰,1113 cm-1為聚乙二醇中的醚鍵C—O—C的特征吸收峰,2925 cm-1為甲基CH3、亞甲基CH2的伸縮振動峰。以上分析說明產物結構為MARAPEG-10.


2.2性能分析


2.2.1表面張力及臨界膠束濃度


馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇(n=10,15,20)酯的表面張力γ和臨界膠束濃度cmc見表1.由表1可知:聚乙二醇聚合度增大,產品親水性增強,導致其溶液的表面張力變大,臨界膠束濃度變大。產生這種現象是由于親水基鏈越長,表面活性劑分子在氣~液界面的吸附和有效堆積的阻礙作用越大,導致降低溶液表面張力的能力越小,故表面張力變大。親水基鏈越長,聚乙二醇中氧原子與水中的氫原子結合成氫鍵更牢固,表面活性劑分子不易形成膠束,所以其臨界膠束濃度變大。

表1馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇(n=10、15、20)酯的γ和cmc


2.2.2HLB值


馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇(n=10、15、20)酯的HLB值如圖3所示。由圖3可知:隨著聚乙二醇聚合度的增大,產物HLB值增大,水溶性增大。產物的HLB值范圍為12.84——15.14,可作為水包油型乳化劑。

圖3馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇(n=10、15、20)酯的HLB值


2.2.3乳化力


馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇(n=10、15、20)酯的乳化性能如圖4所示。由圖4可以看出:聚乙二醇的聚合度較小時,產品的乳化性能好,聚乙二醇的聚合度較小時,產品親水性較弱,降低溶液表面張力的能力較強,表面張力γ較低,能更好降低分散體系自由能,形成的乳狀液更穩定。

圖4馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇(n=10、15、20)酯的乳化力


2.2.4潤濕力


馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇(n=10、15、20)酯的潤濕性能如圖5所示。由圖5可知:產品的潤濕時間隨著聚乙二醇聚合度的增大而增長。氧乙基數增加,其親水性增強,降低表面張力的能力減弱,潤濕性能減弱。

圖5馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇(n=10、15、20)酯的潤濕力


2.2.5濁點


馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇(n=10、15、20)酯的濁點如圖6所示。由圖6可知:產物的濁點范圍為20——71℃。隨著聚乙二醇聚合度的增加,產品的濁點逐漸升高。聚乙二醇聚合度越大,聚乙二醇醚鍵中的氧原子與水中氫原子形成的氫鍵越多,產品在水中的溶解性能越好。

圖6馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇(n=10、15、20)酯的濁點


3結論


(1)采用聯接基引入法,以馬來酸酐為聯接基,蓖麻油酸、聚乙二醇(n=10、15、20)為原料合成了馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇酯非離子雙子表面活性劑。


(2)聚乙二醇聚合度n=10、15、20時,產品表面張力依次為32.84 mN/m、35.66 mN/m、51.93 mN/m,臨界膠束濃度為0.029 g/L、0.040 g/L、0.096 g/L,HLB為12.84、14.9、15.14,濁點為20℃、61℃、71℃,潤濕時間為640 s、839 s、865 s,乳化時間為1063 s、1036 s、706 s.與傳統的表面活性劑相比,所合成的非離子雙子表面活性劑的表面張力和臨界膠束濃度均較小,乳化性能和潤濕性能均較好,可作為水包油型乳化劑使用。


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