表面活性劑的復配技術已廣泛用于化妝品、洗滌、制藥等行業中。兩種或多種具有協同效應的表面活性劑復配,常常會帶來單一品種表面活性劑所不具有的某些特性。如在乳液配制方面,往往采用低分子表面活性劑與高分子表面活性劑復配,這是考慮到低分子表面活性劑的表面張力低、乳化力強,而高分子表面活性劑增稠效果好等,兩者復配可以大大提高乳液的穩定性。但是,近年來,人們從分子設計的角度出發,合成了一些特殊結構(梳型、星型等)的高分子表面活性劑,使其在界面定向排列能力增強,因此可望制得集乳化與增稠為一體的高分子表面活性劑。為此我們采用馬來酸酐與苯乙烯共聚,然后與平平加反應,制得一類具有陰離子與非離子的兩性新型高分子表面活性劑,并考察了它對石蠟烴類乳液的穩定效果。結果表明,應用這種新型高分子表面活性劑,比用同類聚羧酸陰離子高分子表面活性劑與平平加非離子表面活性劑復配,對乳液增稠和穩定效果更佳。

1實驗部分

1.1　原料

苯乙烯:化學純,上海化學試劑站;馬來酸酐:化學純,上海化學試劑總廠;平平加(Ｒ₁₂ＥＯ₁₀、Ｒ₁₂ＥＯ₂₀):ＥＯ后的數字表示-ＣＨ₂ＣＨ₂-Ｏ-的鏈節數,均為北京合成化學廠產品;過氧化苯甲酰,化學純,上海中利化工廠。

1.2　聚合反應

在裝有冷凝管、攪拌及滴液漏斗的反應瓶中,加入甲苯,通氮氣,再加入部分苯乙烯、馬來酸酐,然后升溫至所需溫度,并加入引發劑過氧化苯甲酰。反應開始后停止加熱,逐漸滴入余下的苯乙烯及馬來酸酐(注意保持恒溫),滴加完后繼續反應30ｍｉｎ。

1.3　酯化反應

在上述反應液的一半中加入平平加(將水除凈),調整至所需溫度,反應2ｈ后停止,減壓除去甲苯,加入蒸餾水,加熱攪拌混合均勻,冷卻至室溫,用ＮaＯＨ調節ｐＨ值至7左右。

1.4　水解反應

為了做對比實驗,將1. 2中的另一半直接加部分蒸餾水,升溫至90℃,反應2ｈ,減壓除去甲苯,再加部分蒸餾水,用ＮａＯＨ調ｐＨ值至7左右。

1.5　粘度的測定

將被測液置入旋轉粘度計的料液槽中,選擇合適的轉子,恒溫至某一溫度后,開啟轉子,由讀數盤讀出該溫度下的粘度。

1. 6　水包油類乳液的配制

將4 0ｇ樣品(固含量)溶于60ｍＬ蒸餾水中,加熱攪拌溶解,補加蒸餾水至80 .0ｇ,冷卻至室溫,加入15. 0ｇ液體石臘,高速攪拌(5000ｒ/ｍｉｎ)30ｍｉｎ。作為對比,將1.4中制得的產物與平平加復配按同樣的方法配制乳液。

1.7　乳液穩定性測試

將乳液置入離心管中,用離心機進行破乳,離心機轉速為8800ｒ/ｍｉｎ,乳液穩定性好壞由破乳時間確定。

2結果與討論

2. 1　聚合溫度對產品性能的影響

由于溫度對苯乙烯和馬來酸酐的共聚反應影響較大,估計會對最終產品的性能影響也較大,因此先考察不同溫度下聚合得到的產品對乳液粘度及穩定性的影響。結果見表1。

表1　聚合溫度的變化對產品性能的影響

　實驗表明:隨溫度升高,乳液粘度和穩定性都下降,這是因為隨溫度升高,苯乙烯與馬來酸酐無規共聚的比例升高,使最后生成的高分子表面活性劑結構不規整之故。

2.2　單體配比對乳液穩定性的影響

苯乙烯與馬來酸酐的配比及平平加ＥＯ數對產品性能的影響見表2。

表2　苯乙烯與馬來酸酐的配比對產品性能的影響

　從表2可以看出,隨單體苯乙烯用量的增加,乳液穩定性粘度開始增加,當達到一最大值后又下降。但最大值與平平加的ＥＯ數有關,這是因為苯乙烯用量少,ＥＯ數高,產物水溶性過大,因而乳化力差,而苯乙烯用量過大,ＥＯ數少,產物水溶性過小,對乳液穩定性也不利。

2.3　引發劑用量對產品性能的影響

引發劑用量對產品性能的影響見表3。

表3　引發劑用量對產品性能的影響

　從表3可知,引發劑用量增加,乳液穩定性增加,達到最大值后,繼續增加引發劑用量,乳液穩定性略有降低。這是因為引發劑量少,有部分單體聚合不完全,引發劑用量達到一定值后,繼續增加會使聚合物平均相對分子質量下降,因此穩定性略有下降趨勢。

2.4　引發體系對產品性能的影響

我們考慮到聚合溫度低,引發劑分解速度慢,聚合物相對分子質量分布加寬,所以利用氧化還原引發體系進行了反應。結果見表4。

表4　不同引發體系對產品性能的影響

　結果表明:氧化還原體系的效果優于單一體系,但溫度過低產品性能也要下降。

2.5　酯化溫度對產品性能的影響

酯化溫度對產品性能的影響,見表5。

表5　酯化溫度對產品性能的影響

　從表5可知,酯化溫度升高,乳液粘度及穩定性增加。達到90℃以后,再增加溫度,則乳液穩定性變化不大,這說明溫度低酯化不完全。在90℃以后,酯化基本完全,再升高溫度影響不大。

2.6　與復配體系的比較

用平平加復配的乳液進行比較,結果如表6。

表6　與復配體系的比較結果

　結果表明,合成體系中最優條件制得的產品,對增加乳液的粘度及穩定性明顯優于復配體系。

3結論

本研究將平平加非離子表面活性劑引入高分子鏈中,獲得了一種新型共聚馬來酸酐平平加酯鹽高分子兩性表面活性劑。其對乳液的增粘和增稠能力優于兩種物質直接復配的體系。

參考文獻:

       [1]曹亞,李惠林,徐僖.羥甲基纖維素系列高分子表面活性劑超聲合成的研究[Ｊ].高等學校化學學報,1997(6):985-989.