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馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇酯的表面張力、等物化性能測定（二）
來源：沈陽化工大學學報 瀏覽 842 次 發(fā)布時間:2024-11-25
2、結果與討論
2.1紅外光譜分析
使用TR-460型紅外光譜儀（美國Nicolet公司）測定馬來酸酐和MARAPEG-10的紅外光譜，如圖1、圖2所示。
圖1馬來酸酐紅外光譜
圖2 MARAPEG-10紅外光譜
參照馬來酸酐紅外光譜，對產物MARAPEG-10結構進行分析：MARAPEG-10紅外光譜圖中不存在酸酐中羰基C==O對稱和反對稱偶合振動吸收峰（1684 cm-1、1856 cm-1）以及C—O—C伸縮振動特征吸收峰（1268 cm-1），不存在羧酸的—OH的伸縮振動峰（3000 cm-1）以及共軛羧酸C==O的特征吸收峰（1620 cm-1），不存在蓖麻油酸中仲羥基特征吸收峰（1124 cm-1），而存在與羰基共軛的C==C特征吸收峰1643 cm-1,說明蓖麻油酸的仲羥基與酸酐發(fā)生酯化反應。
在1635 cm-1處出現蓖麻油酸酯中C==O的伸縮振動峰，在3460 cm-1處出現醇羥基—OH特征峰，1249 cm-1為聚乙二醇中伯醇的C—O伸縮振動峰，1113 cm-1為聚乙二醇中的醚鍵C—O—C的特征吸收峰，2925 cm-1為甲基CH3、亞甲基CH2的伸縮振動峰。以上分析說明產物結構為MARAPEG-10.
2.2性能分析
2.2.1表面張力及臨界膠束濃度
馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇（n=10,15,20）酯的表面張力γ和臨界膠束濃度cmc見表1.由表1可知：聚乙二醇聚合度增大，產品親水性增強，導致其溶液的表面張力變大，臨界膠束濃度變大。產生這種現象是由于親水基鏈越長，表面活性劑分子在氣~液界面的吸附和有效堆積的阻礙作用越大，導致降低溶液表面張力的能力越小，故表面張力變大。親水基鏈越長，聚乙二醇中氧原子與水中的氫原子結合成氫鍵更牢固，表面活性劑分子不易形成膠束，所以其臨界膠束濃度變大。
表1馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇（n=10、15、20）酯的γ和cmc
2.2.2HLB值
馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇（n=10、15、20）酯的HLB值如圖3所示。由圖3可知：隨著聚乙二醇聚合度的增大，產物HLB值增大，水溶性增大。產物的HLB值范圍為12.84——15.14，可作為水包油型乳化劑。
圖3馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇（n=10、15、20）酯的HLB值
2.2.3乳化力
馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇（n=10、15、20）酯的乳化性能如圖4所示。由圖4可以看出：聚乙二醇的聚合度較小時，產品的乳化性能好，聚乙二醇的聚合度較小時，產品親水性較弱，降低溶液表面張力的能力較強，表面張力γ較低，能更好降低分散體系自由能，形成的乳狀液更穩(wěn)定。
圖4馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇（n=10、15、20）酯的乳化力
2.2.4潤濕力
馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇（n=10、15、20）酯的潤濕性能如圖5所示。由圖5可知：產品的潤濕時間隨著聚乙二醇聚合度的增大而增長。氧乙基數增加，其親水性增強，降低表面張力的能力減弱，潤濕性能減弱。
圖5馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇（n=10、15、20）酯的潤濕力
2.2.5濁點
馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇（n=10、15、20）酯的濁點如圖6所示。由圖6可知：產物的濁點范圍為20——71℃。隨著聚乙二醇聚合度的增加，產品的濁點逐漸升高。聚乙二醇聚合度越大，聚乙二醇醚鍵中的氧原子與水中氫原子形成的氫鍵越多，產品在水中的溶解性能越好。
圖6馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇（n=10、15、20）酯的濁點
3結論
（1）采用聯(lián)接基引入法，以馬來酸酐為聯(lián)接基，蓖麻油酸、聚乙二醇（n=10、15、20）為原料合成了馬來酰蓖麻油酸聚乙二醇酯非離子雙子表面活性劑。
（2）聚乙二醇聚合度n=10、15、20時，產品表面張力依次為32.84 mN/m、35.66 mN/m、51.93 mN/m，臨界膠束濃度為0.029 g/L、0.040 g/L、0.096 g/L，HLB為12.84、14.9、15.14，濁點為20℃、61℃、71℃，潤濕時間為640 s、839 s、865 s，乳化時間為1063 s、1036 s、706 s.與傳統(tǒng)的表面活性劑相比，所合成的非離子雙子表面活性劑的表面張力和臨界膠束濃度均較小，乳化性能和潤濕性能均較好，可作為水包油型乳化劑使用。