磷酸酯鹽型表面活性劑

1、陳陽應(yīng)化10110114205磷酸酯鹽型表面活性劑概述磷酸酯類表面活性劑是含磷表面活性劑的代表是一種性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛的表面活性劑[1]。具有優(yōu)良的潤濕、洗凈、增溶、乳化、抗靜電和緩蝕防銹等特性且易生物降解刺激性比較低熱穩(wěn)定性、耐堿、耐電解質(zhì)和抗靜電性均優(yōu)于一般陰離子表面活性劑廣泛用于化纖、紡織、塑料、造紙、皮革和日用化學(xué)品等領(lǐng)域[2]。目前磷酸酯表面活性劑的研究方向基本分為兩大類:①合成研究②新功能的開發(fā)和應(yīng)用[3]。1、磷酸酯表面活

2、性劑的品種及合成、磷酸酯表面活性劑的品種及合成磷酸酯類表面活性劑的主要品種[4]有烷基(芳基)磷酸酯(鹽)、脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯鹽、烷基醇酰胺磷酸酯(鹽)、咪唑啉類磷酸酯(鹽)、高分子聚磷酸酯(鹽)以及硅氧烷磷酸酯等。它們的性質(zhì)不同應(yīng)用范圍各有側(cè)重。合成磷酸酯表面活性劑需要親油、親水兩部分原料[56]。親油性原料主要有:脂肪醇(ROH)、脂肪醇聚氧乙烯醚(RO(C2H4O)nH)、烷醇酰胺(RCONHCH2CH2OH)、烷醇

3、酰胺聚氧乙烯醚(RCONH(C2H4O)nH)、脂肪胺聚氧乙烯醚、油脂和脂肪酸酯類等6大類磷酸化試劑有:五氧化二磷(P2O5)、焦磷酸(H3P2O7)、三氯化磷(PCl3)、三氯氧磷(POCl3)和磷酸(H3PO4)等。1.1烷基(芳基)磷酸酯表面活性劑[1]烷基(芳基)磷酸酯是陰離子表面活性劑的重要品種之一在日用化學(xué)品中作為表面活性劑使用的是將酸性磷酸酯用適當(dāng)?shù)膲A中和得到的磷酸酯鹽類。由于磷酸是三元酸所以其工業(yè)產(chǎn)品包括烷基(芳基)磷酸

4、單酯(MAP)、雙酯(DAP)和三酯3種類型及其混合物它們的化學(xué)通式可表示為:磷酸單酯鹽ROPO(OM)2磷酸雙酯鹽(RO)2PO(OM)磷酸三酯(RO)3PO。其中R=C8～C18烷基它是影響磷酸酯表面活性劑性能的重要因素。M=K或Na或二乙醇胺、三乙醇胺等。1.2脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯表面活性劑[7]脂肪醇或烷基酚經(jīng)乙氧基化后再磷酸化中和得到脂肪醇(或烷基酚)聚氧乙烯醚磷酸酯鹽型表面活性劑其化學(xué)通式為:R(OC2H4)nO

5、PO(OM)2、(R(OC2H4)n)2OPO(OM)其中R為烷基或烷基苯基n=1～10尤以n=3用量最多M同前。聚氧乙烯醚類磷酸酯在磷酸酯類表面活性劑中占有重要位置它兼有非離子和陰離子的特征。該磷酸酯在其疏水基和親水基之間嵌入了聚氧乙烯基結(jié)構(gòu)改和二酯的混合物。使用的磷酸酯化劑對生成的混合物的單酯二酯比和最終制品的功能特性有很大影響。硅氧烷磷酸酯呈酸性它們可用堿性物質(zhì)中和到任何所需要的pH值。用三乙醇胺中和的硅氧烷磷酸酯溶解度極低用二乙

6、醇胺中和得到的溶解度低于用單乙醇胺中和的用KOH中和生成鉀鹽的溶解度高于用胺中和的用NaOH中和生成的鈉鹽具有最佳的水溶性。2、磷酸酯表面活性劑的性能、磷酸酯表面活性劑的性能作為表面活性劑品種磷酸酯由于結(jié)構(gòu)不同其使用性能也各有差異。下面概括比較了烷基磷酸酯、聚氧乙烯基磷酸酯的不同性能。2.1烷基磷酸酯[3]（1）同烷基硫酸鹽相比烷基磷酸酯有較高的表面活性、潤滑性且對棉的凈洗性好且凈洗性也優(yōu)于烷基磺酸鹽(表1)。(2)生物降解性和烷基硫酸

7、鹽相近并且在光催化下分解成CO2和磷酸根離子毒性見表2。由表2可知其鹽屬低毒物(LD50值1000mgkg以上時通常認(rèn)為毒性非常小)。(3)一般單烷基磷酸酯的抗靜電性優(yōu)于雙烷基磷酸酯見表3。(4)磷酸酯的溶解度與憎水基性質(zhì)、烷基鏈長短、取代基數(shù)量(單、雙烷基)和中和劑等有密切關(guān)系。一般未中和的酸性酯的溶解度很小成鹽后溶解度大大增加溶解度隨烷基的增加而逐漸降低。單烷基磷酸酯鈉鹽溶解度比雙烷基磷酸酯鈉鹽大。采用的中和劑中三乙醇胺鹽溶解度最好

8、其次是鉀、鈉鹽。2.2聚氧乙烯類磷酸酯[311]聚氧乙烯類磷酸酯由于在其疏水基和親水基之間嵌入了聚氧乙烯基結(jié)構(gòu)的改變使其有更優(yōu)良的表面活性和實際應(yīng)用性能。(1)在堿溶液中穩(wěn)定性、溶解性好。選擇疏水基團和環(huán)氧乙烷加成以及磷酸化試劑的配比可制成優(yōu)良的耐堿滲透劑。如烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯二鈉可作為織物煮煉用表面活性劑它耐堿、能縮短煮煉時間且低泡、抗硬水在紡織上還可作為分散劑、印花穩(wěn)定劑、染色劑及消泡劑。(2)結(jié)構(gòu)中的不同EO數(shù)和表面特性有相關(guān)