一种梳状表面活性剂的合成及应用

以β-蒎烯/马来酸酐共聚物为主链,接枝聚乙二醇单甲醚,合成一种梳状高分子表面活性剂,并对产物进行了表征。讨论了反应物相对分子质量、反应物配比及反应时间对表面张力的影响,采用相反转乳化技术将其应用于松香酯乳液。结果表明,产物具有良好的表面活性,采用相对分子质量为6 300的β-蒎烯/马来酸酐共聚物为主链,接枝聚乙二醇单甲醚-500,2种反应物按照酸酐与羟基的摩尔比为1∶1进行反应,反应时间为12~16 h时,反应产物降低水溶液表面张力的效果最好,产物制备松香酯乳液效果良好。     

高马来酸酐SMA及梳型表面活性剂SMA-g-MPEG的制备

分别采用均相聚合及非均相沉淀聚合法,制备了苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)。考察了引发剂种类和浓度、单体摩尔比、反应温度和反应时间等因素对SMA中马来酸酐(MA)摩尔分数的影响。优化的反应条件为:采用非均相聚合法,以过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂,聚合时间8 h,温度80℃,引发剂浓度0.01 mol/L,单体摩尔比n(St)∶n(MA)=1∶1.5,在该条件下,所合成SMA中马来酸酐的摩尔分数为37.43%,黏均相对分子质量约为89 000,交替性好。将得到的SMA与聚乙二醇单甲醚(MPEG)进行接枝反应,可以制得临界胶束质量浓度为1.03 g/L、表面张力为35.29 mN/m的梳型表面活性剂(SMA-g-MPEG)。     

梳状改性苯乙烯-马来酸酐共聚物制备与性能

以靛红酸酐(IA)与聚乙二醇单甲醚550(MPEG550)合成带有伯氨基的活性支链(IP550),并对苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)进行酰胺化改性,制备出梳状改性SMA(SMA-IP550)。考察了产物的合成条件,并采用FTIR和~1HNMR对SMA-IP550的结构进行表征。结果表明:催化剂(4-二甲氨基吡啶)用量为反应物总质量的0.9%,MPEG550和IA的物质的量比为1∶1,反应温度120℃,反应时间30 min,活性支链IP550产率达79.3%;SMA改性温度为140℃,IP550与SMA中马来酸酐(MA)的物质的量比为0.5∶1,反应体系的固含量30%,反应时间2h,得到接枝率为42.5%的改性苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA-IP550)。通过对比不同长度活性支链改性SMA的分散、降黏、乳化和润湿性能,结果表明该类助剂结构可调,其分散作用以及乳化作用与结构紧密相关。     

α-蒎烯/马来酸酐/苯乙烯三元共聚反应研究

以苯乙烯,α-蒎烯和马来酸酐为原料合成了苯乙烯/α-蒎烯/马来酸酐三元共聚物(STMA).研究了反应温度、反应时间、原料配比、催化剂用量对共聚物产率和软化点的影响,并对共聚物结构进行了分析.结果表明,最佳反应条件为:反应温度为175℃,反应时间为10h,投料比(摩尔比)α-蒎烯:马来酸酐:苯乙烯＝1:1:1;催化剂质量分数为0.5%.红外光谱与核磁共振研究表明:α-蒎烯、马来酸酐与苯乙烯(St)交替共聚倾向较大.用该共聚物与环氧树脂(E-12)进行反应,研究了共聚物用量、固化温度对凝胶时间的影响,实验证明凝胶时间随共聚物用量的减少而延长、随固化温度的升高而缩短.同时研究了其含量对涂料性能的影响.     

聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯的合成

以聚乙二醇单甲醚(MPEG)和马来酸酐(MAH)为主要原料,采用直接酯化法合成了大分子单体聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯(MAMPEG),探讨了MPEG相对分子质量、MPEG和MAH物质的量之比、催化剂对甲苯磺酸和带水剂甲苯用量等对酯化率的影响。结果表明:相对分子质量相同的条件下,影响酯化率程度由强到弱顺序为MAH/MPEG物质的量之比催化剂用量甲苯用量反应时间,并着重分析了MPEG相对分子质量对酯化率的影响。     

羧酸共聚物表面活性剂的合成及其对水泥浆流动性影响

以聚乙二醇单甲醚和马来酸酐为原料合成了大分子马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯,适宜的合成条件为n(聚乙二醇单甲醚):n(马来酸酐)=1:1.2,100℃下反应3 h,并用不同聚合度的马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯大分子单体与丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯基磺酸钠等单体进行自由基共聚合,得到了不同侧链长度的羧酸共聚物.同时,对羧酸共聚物作为水泥减水剂的减水性能进行了考察,研究结果表明,聚乙二醇单甲醚相对分子质量为1 000,引发剂z(KlX5)=2.5%时,水泥浆料的流动性最高,说明羧酸共聚物减水剂的分散效果为最好.     

溶液聚合法合成苯乙烯-马来酸酐交替共聚物

在过氧化苯甲酰(BPO)引发下,以丁酮为溶剂,采用溶液聚合法合成了苯乙烯-马来酸酐共聚物,并详细研究了温度、引发剂用量、苯乙烯与马来酸酐配比、单体(苯乙烯与马来酸酐)质量分数及聚合时间对聚合反应的影响。研究表明,在温度80℃,x(BPO)=0.6%(相对于苯乙烯与马来酸酐),n(苯乙烯)∶n(马来酸酐)=1∶1,w(单体)=15%(相对于混合溶液),反应时间4 h的条件下,聚合物收率可达99%。采用13CNMR、IR、GPC、元素分析对共聚物结构进行了表征。利用TG测定了其热稳定性。结合共聚物的元素分析与13CNMR的分析结果,表明合成的苯乙烯-马来酸酐共聚物是一种交替共聚物。     

减压条件下催化酯化合成聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯

聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯是合成梳形分散剂的重要单体。以聚乙二醇单甲醚和丙烯酸为原料,对甲苯磺酸为催化剂,减压条件下直接酯化合成聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯,采用傅立叶红外光谱表征产物结构。对反应条件进行了优化,结果表明,在温度90 ℃、压力0.06 MPa、催化剂用量为反应物总质量的2.0%、阻聚剂用量为丙烯酸质量的1.5%、丙烯酸与聚乙二醇单甲醚物质的量比3∶1和反应时间5 h条件下,酯化率可达92.6%。高效液相色谱分析证明,用饱和食盐水和乙酸乙酯萃取后的产物纯度为99.2%。     

以酯基为连接基的非离子双子表面活性剂的合成

以蓖麻油酸（RA）、聚乙二醇（600）为原料,马来酸酐为连接基,合成了一种新型的非离子双子表面活性剂MARAPEG-15,考察了催化剂用量、物料摩尔配比、反应时间及温度对酸酐与蓖麻油酸聚乙二醇硼酸酯酯化的影响,并测定了产物的临界胶束浓度和表面张力。马来酸酐与蓖麻油酸聚乙二醇硼酸酯酯化较佳的工艺条件为：催化剂用量为总质量的3%,n（酸酐）∶n（蓖麻油酸聚乙二醇硼酸酯）为3.1∶2,反应温度为110℃,时间为4 h;硼酸酯键水解时间为1.5 h。产物的表面张力及其临界胶束浓度为γCMC=35.73 mN/m,CMC=1.96×10-5mol/L。     

对氯甲基苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物减水剂的制备

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,对氯甲基苯乙烯、马来酸酐(MAH)为聚合单体,采用非均相聚合方法,合成对氯甲基化苯乙烯-马来酸酐共聚物,并通过与蔗糖反应合成苯乙烯-马来酸酐接枝蔗糖共聚物(SP).通过红外光谱(FI-IR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)对减水剂结构进行表征.并以净浆流动度为指标设计正交试验,考察了取代反应的反应温度、反应时间和催化剂用量等工艺条件对SP净浆流动度的影响.结果表明:当取代反应的反应温度为45℃,反应时间为2h,催化剂用量为10%时所得制品的减水性能最佳.以正交试验最佳取代反应条件得到的SP,具有良好分散性,在掺量为0.3%时,净浆流动度为320mm,减水率为27.9%.     

1,4-丁二醇双琥珀酸十八醇双酯磺酸钠的合成与性能研究

采用1,4-丁二醇、马来酸酐及十八醇为主要原料,合成出一种双子表面活性剂1,4-丁二醇双琥珀酸十八醇双酯磺酸钠。通过正交实验确定了1,4-丁二醇双马来酸十八醇双酯合成的优化反应条件为:1,4-丁二醇双马来酸单酯∶十八醇(摩尔比)=1∶2.15,对甲苯磺酸为催化剂,加入量占总质量的1.5%,在80℃条件下反应6 h。通过红外光谱和表面张力对产物进行了结构表征和性能测定,γcm c=41.5 mN/m,临界胶束浓度为0.065 mmol/L。     

新型无磷无氮阻垢剂的阻磷酸钙垢及分散Fe(Ⅲ)性能

以烯丙基聚乙二醇单醚、氯乙酸、氢氧化钠、马来酸酐等为原料制备了一种新型无磷无氮环保型阻垢剂马来酸酐/烯丙基聚乙二醇羧酸钠（MC_n,n为聚乙二醇聚合度,n=5、9、13）,用红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1H-NMR）等对阻垢剂结构进行了表征,采取静态阻垢率和含Fe(Ⅲ）溶液透光率的方法考察了阻垢剂阻磷酸钙和分散Fe(Ⅲ）性能,用扫描电镜（SEM）观察了阻垢后形成的磷酸钙形貌。结果表明,随着MC_n结构中聚乙二醇聚合度n从5增加到13,其阻磷酸钙垢性能和分散Fe(Ⅲ）效果也逐步提高,其中MC₁₃在投加量为6 mg·L^-1时阻磷酸钙垢率达99%,在投加量为8 mg·L^-1时使含Fe(Ⅲ）溶液的透光率为22%。MC_n的高效阻磷酸钙垢和分散Fe(Ⅲ）能力是源于其侧链上含有聚乙二醇单醚结构及存在大量的-COO^-离子且易与循环水系统中存在的不同的无机金属离子发生作用。     

MPEG对PE-HD／POM共混材料性能的影响

为改善高密度聚乙烯(PE–HD)／聚甲醛(POM)体系的相容性,采用聚乙二醇单甲醚(MPEG)作为相容剂,研究MPEG对PE–HD／POM共混材料性能的影响。结果表明,MPEG的加入提高了PE–HD／POM共混材料的力学性能,实验范围内随着MPEG用量的增加,共混材料的拉伸强度和冲击强度均不断提高;扫描电子显微镜、差示扫描量热及红外光谱分析表明,MPEG的加入改善了共混材料的相容性。     

Novel phosphorus-free and nitrogen-free anti-scalant for calcium phosphate and Fe(Ⅲ)

以烯丙基聚乙二醇单醚、氯乙酸、氢氧化钠、马来酸酐等为原料制备了一种新型无磷无氮环保型阻垢剂马来酸酐/烯丙基聚乙二醇羧酸钠（MC_n,n为聚乙二醇聚合度,n=5、9、13）,用红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1H-NMR）等对阻垢剂结构进行了表征,采取静态阻垢率和含Fe(Ⅲ）溶液透光率的方法考察了阻垢剂阻磷酸钙和分散Fe(Ⅲ）性能,用扫描电镜（SEM）观察了阻垢后形成的磷酸钙形貌。结果表明,随着MC_n结构中聚乙二醇聚合度n从5增加到13,其阻磷酸钙垢性能和分散Fe(Ⅲ）效果也逐步提高,其中MC₁₃在投加量为6 mg·L^-1时阻磷酸钙垢率达99%,在投加量为8 mg·L^-1时使含Fe(Ⅲ）溶液的透光率为22%。MC_n的高效阻磷酸钙垢和分散Fe(Ⅲ）能力是源于其侧链上含有聚乙二醇单醚结构及存在大量的—COO^-离子且易与循环水系统中存在的不同的无机金属离子发生作用。     

马来酸单聚乙二醇单甲醚酯的合成工艺

在自制催化剂、溶剂甲苯存在下,由马来酸酐与聚乙二醇单甲醚(400)通过直接酯化法合成马来酸单聚乙二醇单甲醚酯。当马来酸酐与聚乙二醇单甲醚摩尔比为(1.05—1.1)∶1时,控制温度100—105℃,反应7 h,合成的马来酸单聚乙二醇单甲醚酯的产率可以达到98%。通过红外光谱分析,发现所合成的酯的官能团分布和进口日本酯(NKesterM-90)非常接近,证明所合成的马来酸单聚乙二醇单甲醚酯满足预定的制备要求。     

A1C13／（NH4）2HPO4催化直接法合成乙二醇单甲醚

开发了非石油路线法合成乙二醇单甲醚的新工艺,即以煤制乙二醇为原料和甲醇直接法合成乙二醇单甲醚。以A1Cl3／（NH4）2HPO4做复合催化剂,考察了A1C13／（NH4）2HPO2复合催化剂不同比例、催化剂的用量、反应温度、压力、时间等因素对反应的影响。确定适宜条件为AICl3／（NH4）2HPO4复合催化剂的质量比为1：2．5,催化剂的质量占乙二醇质量的4％,乙二醇／甲醇物质的量比为1：4,反应温度260℃,反应时间4h,反应压力7MPa,此时乙二醇转化率为39％,乙二醇单甲醚选择性84％,乙二醇单甲醚收率32％。并对反应机理进行了初步探讨。