本發(fā)明屬于表面活性劑，具體涉及一種零下溫度溶解的超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、超長鏈表面活性劑指的是疏水尾鏈碳原子數(shù)量等于或多于18個的表面活性劑。由于超長鏈的存在，使其具有很強的疏水性，微觀上可以在較低濃度下形成單組份蠕蟲狀膠束，顯示出優(yōu)異的增黏能力，宏觀上表現(xiàn)為水基黏彈性流體，在個人護(hù)理、流體減阻、油氣開采的水力壓裂、自轉(zhuǎn)向酸化等領(lǐng)域。然而，隨著疏水尾鏈中碳原子數(shù)量的增加，表面活性劑溶解性變差，使其不能在低溫下甚至零下溫度溶解，限制了其在低溫下的應(yīng)用，例如，用作飛機除冰、防冰稠化劑的應(yīng)用。

2、非離子表面活性劑在濁點之下溶解的特性，可望使超長鏈非離子表面活性劑在低溫下仍具有良好溶解性。依據(jù)親水頭基的不同，非離子表面活性劑可分為聚氧乙烯醚和多元醇型。聚氧乙烯醚表面活性劑具有較好的水溶性和生物相容性，因此被廣泛應(yīng)用在食品和生物行業(yè)。但此類表面活性劑引入超長疏水尾鏈后，預(yù)期會降低其溶解性，因此需要“剪裁”分子結(jié)構(gòu)，在親水頭基和疏水尾鏈上引入能改善水溶性的功能基團(tuán)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，針對當(dāng)前超長鏈表面活性劑不易在零下溫度溶解導(dǎo)致不能滿足低溫下的應(yīng)用的問題，提供一種零下溫度可溶解的超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑及其制備方法，以獲得在零下溫度溶解的表面活性劑，滿足在低溫下的應(yīng)用。

2、本發(fā)明主要通過引入1,2-丙二醇降低水的結(jié)冰點創(chuàng)造零下低溫環(huán)境，調(diào)控非離子表面活性劑疏水尾基中碳原子個數(shù)、疏水尾基不飽和度，達(dá)到非離子表面活性劑在零下溫度溶解的目的。

3、本發(fā)明提供的零下溫度溶解的超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑，其化學(xué)式為uncl-350，結(jié)構(gòu)式如下，

4、

5、其中，u為疏水尾鏈中的碳-碳雙鍵，n為疏水尾鏈中雙鍵個數(shù)，c為疏水尾鏈中的碳原子，l為疏水尾鏈中碳原子個數(shù)，350為親水頭基聚氧乙烯醚的分子量。

6、本發(fā)明提供的零下溫度溶解的超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑的制備方法，化學(xué)反應(yīng)方程式及制備過程如下：

7、

8、(1)將一定質(zhì)量的分子量為350g·mol-1的聚氧乙烯單甲醚mpeg-350，加入到二氯甲烷溶液中，攪拌直至化合物溶解。

9、(2)稱取一定量的催化劑4-二甲氨基吡啶和二甲基氨基吡啶甲苯磺酸鹽，分別加入步驟(1)所得反應(yīng)液中，攪拌直至催化劑完全溶解。

10、(3)隨后加入一定量的超長鏈脂肪酸unclfa，攪拌使其溶解。

11、(4)繼續(xù)加入一定量的縮合劑n,n'-二環(huán)己基碳酰亞胺，攪拌均勻在一定溫度下進(jìn)行酯化反應(yīng)，一定時間后反應(yīng)停止。

12、(5)去除溶劑和縮合劑，得到粗產(chǎn)品。

13、(6)將所得粗產(chǎn)物利用柱層析法進(jìn)行分離、提純，最后真空干燥得表面活性劑uncl-350。

14、在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述的unclfa的疏水尾鏈上碳原子數(shù)量l為20、22中的任意一種；

15、在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，所述的unclfa疏水尾鏈上碳碳雙鍵c＝c的數(shù)量n為1、2、3中的任意一種；

16、在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，步驟(1)中mpeg-350的質(zhì)量為二氯甲烷質(zhì)量的1～5％，優(yōu)選為2％。

17、在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，催化劑4-二甲氨基吡啶和二甲基氨基吡啶甲苯磺酸鹽與mpeg-350的摩爾比均為(0.1～0.5):1，優(yōu)選為0.2:1。

18、在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，步驟(3)超長鏈脂肪酸unclfa的用量按照mpeg-350與unclfa的摩爾比為1:(1.15～1.2)添加。

19、在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，步驟(4)縮合劑n,n'-二環(huán)己基碳酰亞胺的用量按照n,n'-二環(huán)己基碳酰亞胺與mpeg-350的摩爾比為(1～3):1添加，優(yōu)選為2:1。

20、在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，步驟(4)反應(yīng)溫度為10～30℃，優(yōu)選為25℃，酯化反應(yīng)時間為36～56h，優(yōu)選為48h。

21、本發(fā)明提供的上述方法制備的超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑，其可在-20～80℃范圍內(nèi)溶解，溶解溫度可根據(jù)實際需求調(diào)控。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果和特點：

23、本發(fā)明通過調(diào)節(jié)疏水尾鏈上碳原子數(shù)量l和c＝c的數(shù)量n，調(diào)節(jié)表面活性劑的零下溫度溶解性能，使得到的超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑具有零下溫度溶解的特性，從而提升超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑在零下溫度的應(yīng)用范圍，如在防凍液或者除防冰液中作為防腐劑或者增稠劑使用，或應(yīng)用于低溫清潔護(hù)理領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.零下溫度溶解的超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑，其特征在于，其化學(xué)式為uncl-350，結(jié)構(gòu)式如下，

2.權(quán)利要求1所述零下溫度溶解的超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述的unclfa的疏水尾鏈上碳原子數(shù)量l為20、22中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述的unclfa疏水尾鏈上碳碳雙鍵c＝c的數(shù)量n為1、2、3中的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，步驟(1)中mpeg-350的質(zhì)量為二氯甲烷質(zhì)量的1～5％。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，催化劑4-二甲氨基吡啶和二甲基氨基吡啶甲苯磺酸鹽與mpeg-350的摩爾比均為(0.1～0.5)：1。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，步驟(3)超長鏈脂肪酸unclfa的用量按照mpeg-350與unclfa的摩爾比為1：(1.15～1.2)添加。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，步驟(4)縮合劑n,n'-二環(huán)己基碳酰亞胺的用量按照n,n'-二環(huán)己基碳酰亞胺與mpeg-350的摩爾比為(1～3)：1添加。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，步驟(4)酯化反應(yīng)時間為36～56h。

10.權(quán)利要求1所述超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑在防凍液或者除防冰液中作為防腐劑或者增稠劑的應(yīng)用，或者用于低溫清潔護(hù)理領(lǐng)域。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了零下溫度可溶解的超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑及其制備方法。所述零下溫度溶解的超長鏈聚氧乙烯醚表面活性劑的化學(xué)式為U<subgt;n</subgt;C<subgt;L</subgt;?350，結(jié)構(gòu)式如下，其中，U為疏水尾鏈中的碳碳雙鍵，n為疏水尾鏈中雙鍵個數(shù)，C為疏水尾鏈中的碳原子，L為疏水尾鏈中碳原子個數(shù)，350為親水頭基聚氧乙烯醚的分子量。本發(fā)明通過在水中引入1,2?丙二醇降低水的結(jié)冰點創(chuàng)造零下低溫環(huán)境，調(diào)控非離子表面活性劑疏水尾基中碳原子個數(shù)、疏水尾基不飽和度個數(shù)，達(dá)到非離子表面活性劑在零下溫度溶解的目的。本發(fā)明解決了超長鏈表面活性劑不易在零下溫度溶解導(dǎo)致不能滿足低溫下的應(yīng)用的問題，獲得在零下溫度溶解的表面活性劑，滿足在低溫下的應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：馮玉軍,劉璐璐,殷鴻堯,喬景慧,陳強
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7