F—111酯類增稠劑的合成與性能

摘要：以丙烯酸，聚醚為原料，以酸催化劑為引發劑。經酯化共聚，合成了一種適宜于水性體系增稠的水溶性丙烯酸酯類增稠劑。并研究了其應用性能，結果表明，產品具有重要的推廣價值和廣闊的應用前景。

關鍵詞：F-111增稠劑 增稠性能 洗滌劑增稠

1 概述

增稠劑是能增加體系粘稠度，并保持其相對穩定的物質，它廣泛應用于清洗、印染、建筑、涂料、食品、油田等許多領域。增稠劑通常分為無機增稠劑和有機增稠劑。無機增稠劑主要有硅酸鹽、陶土、膨潤土等。有機增稠劑又分為天然增稠劑和合成增稠劑。天然增稠劑包括各種天然樹膠、淀粉、纖維素及其衍生物、多糖等。合成增稠劑主要有丙烯酸類、丙烯酰胺胺類、聚氨酯類。天然增稠劑最先為人們所使用，然而由于它流變性能不佳，易受生物的破壞，目前主要用于食品添加劑及油田領域的增稠。合成增稠劑是近20年來開發出的高分子增稠劑。由于基結構多樣，品種豐富，能滿足各種流變性能的要求，因而發展極為迅猛。丙烯酸酯是其中最為重要的一類增稠劑。

合成丙烯酸酯增稠劑常用的單體有（甲基）丙烯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸長鏈酯、丙烯酰胺、馬來酸、馬來酸酐等。酸性單體用堿中和后能提高體系粘度，酯類單體則賦予共聚物以柔性。長鏈酯（如丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯）由于疏水基團的作用而發生聚變，使大分子鏈產生分子間締合，增大流體力學體積，從而增加了體系的粘度。

液體洗滌劑粘稠度一方面是使用上的需要，一方面是滿足消費者的外觀需求。因此，產品的粘稠度成為消費者對產品評價的重要指標。目前，市場上應用于液洗類產品中的增稠劑主要是：硬脂酸聚乙二醇酯，纖維素等，有時配合氯化鈉作增稠。但都存在產品溶解操作不方便，以及所得產品易受溫差影響不穩定，體系返稀，返白，甚至產品分層導致嚴重影響產品質量。同時，它們的加入對產品的去污效果沒有任何幫助。為此，要獲得產品理想的粘度，尤其對活性物含量較低的體系，尋找一種合適的增稠劑，是市場逼切的需要。

2 實驗部分

2.1 實驗試劑：AEO-9（脂肪醇聚氧乙烯-9醚），邢臺藍星助劑廠；十二烷基苯磺酸，南京“加佳”牌；CAB-30（椰油酰胺丙基甜菜堿），LAO-30（氧化胺），廣東肇慶鼎湖華達化工廠；丙烯酸，北京東方化工廠；6501（椰子油二乙醇酰胺），AES（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉），湖南麗臣奧威實業有限公司。

2.2 實驗儀器：增力電動攪拌器，實驗用電熱爐，溫度計，NDJ-1型旋轉粘度計，羅氏泡沫儀，pH計，恒溫箱，常用玻璃實驗儀器。

2.3 F-111酯增稠劑的制備。準備四口玻璃燒瓶，接上溫度計，回流冷凝管，攪拌捧，先加入AEO-9和丙烯酸，十二烷基磺酸，催化劑攪拌均勻，加入引發劑升溫至體系發生反應，加熱回流并控制保溫1-2h。體系逐漸增稠至最大并穩定，pH值升高至穩定。降溫至60-70℃，加入CAB和水，攪拌均勻得目的產物，為淡黃色粘稠狀液體。

2.4 組份及條件影響實驗。對所確定之配方作了AEO-9和丙烯酸的配比調整，注意酸催化劑，引發劑的加入以及反應溫度，時間對反應實驗的影響。由于制備過程經過酸化，共聚合放熱，所以從體系的溫度，粘度，以及酸值可以判斷反應的進行和終止。

2.4.1 AEO-9和丙烯酸的配比：增加AEO-9，目的產物粘度較小，產品增稠效果較差；增加丙烯酸，目的產物粘

度增大。酯化共聚產物含量增加，產物增稠效較好，但如果

產物含量增大，本身粘度過大，生產中攪拌困難，同時產品使用時也不方便，故此需對其配比控制一個恰當的摩爾比值。

2.4.2 酸催化劑，引發劑的加入，以及適宜的反應溫度，對促進反應的進行極其重要。催化劑，引發劑加速反應的開始，適宜的溫度保證酯化反應及聚合反應的進行，溫度太低反應變慢甚至無法進行，溫度升高反應迅速激烈，溫度過高甚至會暴聚，嚴重時產生膠連導致合成失敗。

2.4.3 反應時間是確保反應完全的必要。通過設定的適宜溫度，一般1-2小時可達到酯化及聚合反應的完全。這可從體系的自身粘度及pH值趨向穩定得到判定。

2.5 產物性能的測定

2.5.1 泡沫性能改進Ross-Miles發泡沫測試（GB/T

7462-94）

表1 發泡沫性能測試

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因此，目的產物更具良好的起泡，穩泡性能。

2.5.2 增稠性能的比較

取十二烷基苯磺酸8%，AES5%配成水溶液，然后分別用6501、CAB-35、LAO-30，本實驗產物作增稠劑，加入量分別為0.5%，0.8%，1.2%，鹽的用量固定在0.5%，pH值調到8.0左右，25℃下測定粘度，結果如下：

表2 增稠性能的比較

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從實驗數據對比可以看出，本實驗產物F-111的增稠性能遠高于6501，CAB和LAO-30。

2.5.3 無鹽增稠性能的比較

測試配方為：十二烷基苯磺酸：10%，AES：3%，6501：1.5%，F-111增稠劑/聚乙二醇雙酯：1%，NAOH：調pH值7-8，水至100。

測試條件：NDJ-1型旋轉粘度計，3號轉子12轉速，28℃。

結果如下：

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圖1 無鹽配方增稠性能的比較

F-111具有較高的增稠能力，不使用鹽（NACL）的情況下，仍具有優異的增稠性，可以實現無鹽配方。

2.5.4 實驗產物對粘溫彈性的積極意義

取市售品牌洗潔精，應用實驗產物F-111自配洗潔精。于各種溫度下測定其粘度。

表3 不同溫度下的粘度測試

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由實驗數據反映：實驗產物能賦予產品更佳的粘溫彈性。

2.5.5 實驗產物與其它表面活性劑的去污力比較

比較3%濃度下的各種表面活性劑，在不同硬水中的去污力，數據如下：

表4 表面活性劑在不同硬水中的去污力（%）

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實驗產物F-111自身具有表面活性與良好的絡合分散性能，因而在不同硬水條件下有優異的去污力。

3 結果與討論

制備本實驗產物F-111原料均為市售工業原料，方便易購，生產工藝要求溫度不高，常壓操作，使得反應易于控制。生產過程不使用溶劑，不會污染環境，無安全隱患。產物具有優異的增稠穩泡能力，用于配制低活性物濃度液體洗滌劑，可顯著增大產品的粘稠度，有效降低產品成本，同時具有良好的洗滌、去油污協同能力，提高其它表面活性劑的洗滌作用，并減少液體洗滌劑的滑膩感。產物易溶解于水，方便添加于生產中任一階段，綜合效果明顯優于6501、CAB、LAO等產品，更是聚乙二醇酯，纖維素類不可同比的，因為它們在去污，發泡方面基本沒有效果。因此，該產品值得深入研究推廣，必將有廣闊的應用前景。

參考文獻：

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