一种多磺酸基多胺基表面活性剂的制备过程改进及性能表征

常越凡

（山西工程职业技术学院冶金工程系山西太原030009）

一种多磺酸基多胺基表面活性剂的制备过程改进及性能表征

常越凡

（山西工程职业技术学院冶金工程系山西太原030009）

目前工业上应用的氨基磺酸类两性表面活性剂只带有一个有活性的磺酸基，表面活性较低。本文针对一种多氨基多磺酸基类表面活性剂的合成工艺进行改进，制备出白色粉末状固体的两性表面活性剂，该表面活性剂适合作乳化剂，其临界胶束浓度值为34.35 mmol/L。

两性表面活性剂；多氨基多磺酸盐；合成

1　前言

表面活性剂（surf act ant）是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。薛永强等［1］发明了一种合成多氨基磺酸系两性表面活性剂的新方法，可以引入多个磺酸基，使其具有优良的表面活性，但该方法在合成羟甲基化合物时有聚合物生成，严重影响目标产物的表面活性。针对这一问题，在前人工作基础上［2］，以己二胺、甲醛和无机磺化剂（NaH SO3或Na2SO3）为原料合成多氨基多磺酸盐。本文采用改进的方法合成出粉末状的N-羟甲基化合物，可以有效地避免这一步产物的聚合；改进后不仅大大简化了工艺，而且还显著提高了目标产物的产率。

2　实验过程

2.1实验原材料

1，6-己二胺，无水乙醇，甲醛溶液，氢氧化钠，亚硫酸氢钠，盐酸，蒸馏水。

2.2己二胺四甲基磺酸钠的合成

取一定量的质量分数为38%的甲醛溶液、蒸馏水依次置于三口瓶中，用NaOH调节pH至9，将一定量的己二胺水溶液缓慢滴入，随后有白色固体生成，搅拌反应3h，得白色块状N-羟甲基化合物。再将一定量的NaH SO3水溶液分批加入体系，用盐酸调节pH至1.0～2.0，搅拌反应6.0 h后，冰浴冷却8h，过滤、洗涤、干燥，得白色粉末状氨基磺酸的酸式产物粗品，后在pH为7～8环境下减压蒸馏，析出白色固体，干燥，得最终产物。

2.3表征方法

N-羟基化合物羟基含量的测定采用酰化法滴定羟基［3］；采用溴酚蓝法定性对所得表面活性剂类型进行定性表征；采用川上法测定表面活性剂的HLB值，将亲油基和亲水基的摩尔质量分别用M0和Mw表示（整个摩尔质量=M0+Mw）。计算公式为：HLB值=7+11.7；用最大起泡法和电导率法［4］分别测定表面张力和临界胶束浓度（CMC）。

3　结果与讨论

3.1甲醛溶液浓度对N-羟甲基化合物合成的影响

表1　甲醛浓度与N-羟甲基化物的羟基个数

制备N-羟甲基化合物的过程中，甲醛溶液的浓度对产率影响较大。从表1可以看出，如果甲醛溶液浓度较高，产物会呈现泡沫状，检测到的羟基的个数越多，说明产物发生了聚合。当甲醛浓度越低，聚合程度越低，羟基的个数越接近理论值。因此，在反应过程中应该尽量降低甲醛溶液的浓度。

3.2多氨基多磺酸系表面活性剂结构及性能的测定

3.2.1溴酚蓝法定性表征

通过实验得到加入溴酚蓝试剂的表面活性剂最终溶液颜色呈现浅蓝紫色且略显蓝紫色荧光，可证明产物为两性表面活性剂。

3.2.2亲水亲油平衡值（HLB）

由川上法，己二胺四甲基磺酸钠的HLB值。

表面活性剂的亲水亲油平衡值决定着表面活性剂的表面活性及用途，从这里计算的HLB值来看，己二胺四甲基磺酸钠有优良的分散效果，适合作乳化剂。

3.2.3表面张力的测定

24℃的恒温条件下，用最大起泡法测定表面张力仪测定合成产物己二胺四甲基磺酸钠的表面张力为60.25×10-3N/m3，仅小于水的表面张力（72.13×10-3N/m3），说明这类氨基磺酸系两性表面活性剂适合做乳化剂。

3.2.4临界胶束浓度（CM C）

以电导率为纵坐标，浓度为横坐标作图得到采电导率-浓度曲线，曲线转折点即为对应的临界胶束浓度。由此可得，己二胺四甲基磺酸钠的CM C值为34.35 mmol/L。

4　结语

本工作以己二胺、甲醛和无机磺化剂（NaH SO3或Na2SO3）为原料，合成出多氨基磺酸系两性表面活性剂，由于实验所用的胺碳链较低，其羟甲基和磺化反应可以连续进行，因此反应收率很高，合成工艺绿色、经济。氨基磺酸系两性表面活性剂的临界胶束浓度大小适中，表面活性较高，因此，该合成工艺具有工业化参考价值。

［1］薛永强，汤芝平，赵红.氨基酸磺酸系两性表面活性剂说明书［P］.中国.CN 100361969C.2008-1-16.

［2］汤芝平，薛永强，赵红.氨基磺酸系两性表面活性剂的新合成法及其机理推断［J］.化学工业与工程技术，2008：01.

［3］唐培堃.精细有机合成化学及工艺学［M］.天津：天津大学出版社，1993.

［4］王文波，刘玉芬，申书昌.表面活性剂实用仪器分析［M］.化学工业出版社，2000：04.

常越凡，山西工程职业技术学院，冶金工程系，从事工业分析与检验领域的教学工作。