绿色织物柔软剂的合成及其生物降解性.pdf

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1、2011年1月西安石油大学学报(自然科学版)Jan．2011第26卷第1期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．26No．1文章编号：1673-064X(2011)01-0061-03绿色织物柔软剂的合成及其生物降解性周飞，王钦钦，张芝利(西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048)摘要：合成了一种可生物降解的绿色织物柔软剂：N，N一二软脂酸乙酯一N，N一二羟乙基氯化铵，替代目前国内广泛使用的难以降解的柔软剂——双十

2、八烷基二甲基氯化铵(D1821)．利用三乙醇胺和软脂酸的酯化反应合成软脂酸三乙醇胺双酯，再利用氯乙醇季铵化合成了目的物软脂酸三乙醇胺双酯季铵盐(EPH)．研究了EPH的最佳合成条件和生物降解率．采用手感评价法评价了EPH的性能，并采用活性污泥法检测了EPH的生物降解性．酯化反应的最佳工艺参数为(软脂酸)：(三乙醇胺)=2．3：10．0，温度为120oC，反应时间为6h，在此条件下双酯质量分数达到50％以上．季铵化的最佳条件为(氯乙醇)：(酯化产物)=1：1，温度为80℃，反应时间为4h，在此条件下季

3、铵化率达到90％以上．一周以后EPH的生物降解率可达到90％以上，而D1821在相同条件下的降解率仅为5％．EPH在柔软性能上与D1821相当，生物降解率远远高于后者，理论上完全可以代替D1821．关键词：织物柔软剂；柔软性；生物降解性中图分类号：TS103．847．2文献标识码：A目前国际上使用的织物柔软剂有数千种，但其酯基季铵盐柔软剂分子中的酯基极易被生物降解，可分为三类：表面活性剂型、反应型和有机硅型．由从而使季铵盐分解为对环境无害的脂肪酸和醇胺，于反应型需要特定的条件，而有机硅型的使用成本实

4、现绿色生产工艺．所以在欧洲，如德国和荷兰，20居高不下，故目前主要是第一类表面活性剂型．表面世纪90年代D1821就开始被禁止使用，取而代之活性剂在生产和生活中的应用越来越广泛，其大量的是可降解型产品．在2000年，欧洲的可降解织使用能否对环境造成污染，是否具有生物毒性，以及物柔软剂的市场占有率就达到了80％以上，而我国可否被生物降解等问题愈加受到广泛关注，亦成为的可降解型柔软剂的研究还处于探索阶段_6J．本绿色化学的重要内容之一．目前国内广泛使用的柔研究拟合成可生物降解型织物柔软剂，通过试验得软剂

5、以双长链烷基季铵盐(如：双十八烷基二甲基到最佳合成条件，初步验证其柔软效果，并调查所合氯化铵，DSDMAC，俗称D1821)为主，由于其不易配成织物柔软剂的生物降解性．制成高浓度产品，不但生物降解性差，而且在污水处理中还易被污泥吸附造成环境污染¨．1材料与方法一般柔软剂的使用方式分为家庭使用和工业处理．前者用量少、分散，会经下水稀释后排放，对环境1．1试剂与材料不会造成过度危害．工业上的大量集中使用，其残余1．1．1试剂软脂酸(分析纯)，北京化工厂；三乙季铵盐会对环境造成更大压力，有集中处理的必要．

6、醇胺(分析纯)，宜兴市辉煌化学试剂厂；碳酸二甲收稿日期：2010-08—15基金项目：陕西省科技攻关项目(编号：2009K06—15)；陕西省教育厅自然科学专项基金资助项目(编号：09JK472)作者简介：周飞(1962一)，男，博士，主要从事季铵盐的研究．E—mail：guozhong4@163．com一62一西安石油大学学报(自然科学版)酯(分析纯)，北京市中西远大科技有限公司；次亚100～120℃，回流反应3—5h，检测酸价低于4mg磷酸(分析纯)，北京市庆盛达化工技术有限公司；KOH·g时终

7、止反应．减压蒸馏除去生成的水，再氯乙醇(分析纯)，广州化学试剂厂．溶于己烷，分别用NaOH溶液和蒸馏水洗涤，除去未1．1．2实验材料柔软性试验所使用的测试材料反应的软脂酸和三乙醇胺．减压蒸馏掉己烷得到单、为密度60×60／90×88的纯棉布．双和三软脂酸酯的混合物．上100～300目硅胶柱，1．2试验方法用(乙醚)：(异辛烷)=7：3的洗脱液洗出软脂1．2．1合成路线与方法在装有搅拌器、温度计和酸双酯三乙醇胺．在上述三口烧瓶中加入软脂酸双回流冷凝管的500mL三口烧瓶中加入软脂酸和三酯三乙醇胺、氯乙

8、醇和200mL乙醇，回流5h，粗产乙醇胺，氮气保护下加热至90—100℃，待反应物融物用(丙酮)：(乙醇)=2：1的混合物溶剂重化以后再加入0．1g对甲苯磺酸，继续加热升温至结晶．cH2cH2。HCCH2CtI：OOC(CH：h4CH3IH2CHzOOC(CHz)I4CH3N——cH2cH2。Hl-CH2CH2OH十+／cCH2CH2。OHCH2CH2OHCHzCHzOOC(CH2)14CH3图1软脂酸三乙醇胺双酯季铵盐合成路线Fig．1Thesynthesisrou