脂肪醇聚氧乙烯醚

脂肪醇聚氧乙烯醚，属非离子型表面活性剂，其亲水性和亲油性取决于分子内亲水基结构单元和疏水基单元的数目。当疏水基中的链长度为m个碳而乙氧基数目n为0～m/3时，脂肪醇聚氧乙烯醚不溶于水但有良好的油溶性。当n为m/3～m时，产品在油及水中都能适度溶解。当n≥m时，水溶性很大而油溶性极小。化学清洗中常用的是R等于C₁₂～C₁₈，n等于15～16的产品，其外观为白色至微黄色膏状物，10%水溶液在25℃时澄清透明，10%氯化钙溶液的浊点为75℃以上。脂肪醇聚氧乙烯醚(醇醚)是脂肪醇与环氧乙烷的加成聚合物，是典型的非离子表面活性剂，其生物降解性好，抗硬水性能与耐电解质性能较佳，具有良好的乳化、润湿、分散、增溶及去污等性能。以醇醚为中间体，通过硫酸化、磷化等工艺过程，还可以衍生出一系列改性产品，其性能大大优于其他种类的非离子型表面活性剂，因此被誉为继烷基磺酸盐、直烷基苯磺酸盐之后发展起来的第三代洗涤剂。

[结构式]

其中，R=C₁₂～C₁₆烷基，n=15～16。

[制备方法]

(1)醇醚的合成是将脂肪醇作为起始原料，在酸性或碱性催化剂的存在下，与一定量的环氧乙烷一次进行加成反应。目前，制取醇醚表面活性剂所用的直链醇是C₈～C₁₈高碳醇。高碳脂肪醇的原料来源有两大类，一类为天然动植物油脂，主要是椰子油、棕榈仁油和牛油，另一类为石油化工产品，主要有乙烯、石蜡、正构烷烃。

脂肪醇和环氧乙烷的加成反应是一个阶梯式反应，最终产品是各种不同聚合度的醇醚混合物。在碱催化剂存在下脂肪醇首先生成醇盐离子：

式中，R'=H，CH₃，C₂H₅；M=Na，K，然后醇盐离子与环氧乙烷进行反应：

若在BF₃酸性催化剂存在下，则脂肪醇与环氧乙烷的加成反应机理为：

工业上，脂肪醇和环氧乙烷的加成反应是在高温、压力和碱性催化剂存在下引发。反应首先在125～135℃的温度下引发。反应开始后，按规定的聚合度持续地向反应混合物中通入所需数量的环氧乙烷。该加成反应是放热反应，一般情况下，必须及时移走所生成的反应热，以维持基本稳定的反应温度，一直到压力下降到固定数值为止。

影响该加成反应的主要因素有：

①环氧乙烷纯度要求不低于98%，乙醛含量不大于0.4%，水分不大于0.2%；

②反应温度120～220℃，一般控制在130～180℃范围内；

③催化剂粉状或片状苛性钠、苛性钾或甲醇钠，用量为原料醇的0.1%～0.5%，催化剂可直接溶解在原料醇中，或者先配制成50%水溶液，与原料醇混合均匀后一起加热，在100℃左右抽真空脱除水分；

④原料醇反应速度与醇的分子结构依次为伯醇>仲醇>叔醇，在同系物中，烷基碳链长的反应比碳链短的慢。

(2)醇醚的生产早已工业化，但工业上传统使用的强碱性催化剂，如NaOH、KOH、KAC等，得到的产品中含有较大多的未反应醇，脂肪醇的环氧乙烷加合物分布也较宽，不利于产品的合理利用。使用的酸性催化剂，如路易斯酸、无机酸等，虽然可以得到接近理想分布的窄分布加合物，但是，较多的副产物以及催化剂与产物反应生成有机衍生物等缺点使得酸性催化剂难以应用。

为了控制醇醚产物的分布，同时减少副反应，国内外相继开发了新型的碱土金属催化剂。巫艳萍等以碱土金属催化剂，合成得到脂肪醇聚氧乙烯醚，其常温下接近白色，黏度随着平均聚合度n的增加而增加，由液状、浆状、膏状到蜡状，pH值为6.5～7。

[应用]在化学清洗中，脂肪醇聚氧乙烯醚主要用作脱脂时的润湿剂。油脂成分在酸液中几乎同水不溶合，即使在碱溶液中也相当难溶解。为了加快乳化、强化同碱溶液的接触，脂肪醇聚氧乙烯醚在碱洗时可作为润湿剂。为加快清洗液在硬质的致密水垢中的浸透，在酸洗时也可使用该表面活性剂。此外，还可作为某些复合型缓蚀剂的组分而起到协同作用。该表面活性剂为非离子型，可作为涤纶等合成纤维纺丝油剂的组分。纺织业中用作各类染料的匀染剂、固色剂，一般用量为0.2～1g/L，对硬脂酸、石蜡、矿物油等具有独特的乳化性能。可作玻璃纤维润滑油的乳化剂及涂料、黏合剂和橡胶等产品的原料。高分子乳液聚合时用作乳化剂。可以和阴离子型、阳离子型表面活性剂混配使用。作为油脂成分的润湿，剂，下述配方可供进行脱脂清洗时选择：氢氧化钠0.1%～0.3%、碳酸钠0.1%～0.3%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.05%～0.2%、水余量。

将各组分按配方量溶于水中，在50～60℃下循环清洗6～8h，系统内的油污即被除去。当为了加快酸清洗液在硬质致密水垢中的浸透时，可将脂肪醇聚氧乙烯醚之类的非离子表面活性剂直接加入清洗液中。对盐酸洗来说，向酸洗液中添加0.5%以下的脂肪醇聚氧乙烯醚，即可加速除锈过程。

文章来源：《水处理化学品手册》

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