一种表面活性剂、其制备方法及应用与流程

本发明涉及有机化学领域，尤其涉及一种表面活性剂、其制备方法及应用。

背景技术：

1、壬基酚聚氧乙烯醚自1940年首次合成以来，其具有良好的表界面物理性能和低廉的价格成本而应用于多个领域，因此，其使用和排放几乎呈指数增长，然而壬基酚聚氧乙烯醚对环境的影响一直存在争议。近年来，部分研究发现在城市污水沉积物中发现大多数壬基酚类化合物以持久性代谢物的形式存在，且其对水生生物有毒性，对生物降解的抵抗力增强，并能在水生生物体内生物累积。同时，还有研究表明烷基酚对接触的人类和动物有潜在的生殖功能危害。因此，为应对壬基酚聚氧乙烯醚逐步淘汰的现状，需要寻找壬基酚聚氧乙烯醚的有效替代物。

2、目前我国市场上出现了不少壬基酚聚氧乙烯醚的性能替代物，其中应用最为广泛的主要为脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo)、异构醇聚氧乙烯醚和仲醇聚氧乙烯醚(sae)、失水山梨醇脂肪酸酯及其聚氧乙烯醚(tween、span)、烷基糖苷(apg)和脂肪酸甲酯乙氧基化物(fmee)。但从原料来源、应用性能、使用方便性及经济性等综合考虑，以上表面活性剂均只能在某些领域替代壬基酚聚氧乙烯醚。因此要达到全面替代壬基酚聚氧乙烯醚的目的，上述替代品的制备仍需进行完善，以提高其产品性能，降低成本。截至目前市场上还未有一种表面活性剂能对壬基酚聚氧乙烯醚进行全面替代，壬基酚聚氧乙烯醚替代物的开发迫在眉睫。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种可全面替代壬基酚聚氧乙烯醚的表面活性剂、制备方法及应用，以克服现有技术中存在的壬基酚聚氧乙烯醚替代物的性能不完善的问题。

2、对于大多数实际应用，混合表面活性剂比单一表面活性剂更常用，因此在工业生产中通常优选混合表面活性剂，其能够更好地溶解和分散，且具有较低的临界胶束浓度(cmc)和较高的表面活性。复配后的组合物可能产生许多新的不同于任何单独表面活性剂的性质，因此，本发明通过探究壬基酚聚氧乙烯醚的性能，经过多方实验，选择采用十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚进行复配，制备出了一种乳化性能和起泡性能优异、能全面替代壬基酚聚氧乙烯醚的表面活性剂。

3、本发明的具体技术方案如下：

4、本发明的第一方面，提供一种表面活性剂，所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的复配物。

5、在本发明的一些实施例中，所述复配物中十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的总浓度为0.04～0.3mmol/l。

6、为使不同的表面活性剂之间发生协同增效作用，从而制备出与壬基酚聚氧乙烯醚的性能相似，可替代壬基酚聚氧乙烯醚的表面活性剂，本发明采用疏水基团相同的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚进行复配实验，两者复配会使复配物溶液的临界胶束浓度、界面张力、润湿性、乳化性等物理参数均有很大的改变，制备出的表面活性剂具有与壬基酚聚氧乙烯醚相近的表面活性、泡沫性能，且乳化性能突出。

7、进一步地，本发明利用实验测得不同复配比制得的表面活性剂多数在十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的总浓度达到0.04～0.3mmol/l的范围内达到临界胶束浓度，此时表面活性剂溶液内部形成稳定的胶束结构，表面活性剂的溶解度和胶束形成的能力较强，表面活性剂的稳定性强。

8、关于环境影响方面，本发明采用的十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚对环境的危害均小于壬基酚聚氧乙烯醚。脂肪醇聚氧乙烯醚的生物降解性较好，毒性相对较低，在自然环境中可以被微生物分解，从而降低了对环境的影响。壬基酚聚氧乙烯醚生物降解性较差，会在环境中持续存在较长时间且具有内分泌干扰作用，可能会影响动物和人类的激素系统，对水生生物具有潜在的毒性，会对鱼类、藻类和其他水生生态系统产生负面影响。而十二烷基苯磺酸钠虽然对皮肤和眼睛可能有一定的刺激性，但在稀释后通常被认为是安全的，在环境中可以被微生物降解，对水生生物具有一定的毒性，但小于壬基酚聚氧乙烯醚。十二烷基苯磺酸钠相对于壬基酚聚氧乙烯醚对环境更加友好，在环境中的毒性更小。另一方面，随着工业发展，脂肪醇聚氧乙烯醚的原料环氧乙烷的生产成本不断降低，使其更具价格优势。

9、在本发明的一些实施例中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为碳原子数12～18的脂肪醇与环氧乙烷加成得到的产物，其化学式为：r-o-(ch2ch2o)nh，r选自包含12～18个碳原子的烃基，n选自3、7、9。

10、在本发明的一些实施例中，所述复配物中十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的总浓度为0.1～0.2mmol/l。

11、进一步地，根据本发明的实验数据可知，多种复配比制得的表面活性剂的临界胶束浓度拐点在十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的总浓度在0.1～0.2mmol/l的范围内，此时表面活性剂的溶解度和胶束形成的能力达到高峰，表面活性剂的稳定性强。

12、在本发明的一些实施例中，十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为(1:1)～(9:1)。

13、在本发明的一些实施例中，十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为(7:3)～(9:1)。

14、在本发明的一些实施例中，所述表面活性剂还包括去离子水。

15、本发明的第二方面，提供一种如第一方面所述的表面活性剂的制备方法，其特征在于，将称量好的去离子水、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚混合，得到所述表面活性剂。

16、在本发明的一些实施例中，所述混合方式包括但不限于在室温下进行搅拌均匀。

17、在本发明的一些实施例中，所述十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚的ph为6～8。

18、本发明的表面活性剂体系中，通过调节表面活性剂溶液的ph值来有效调节自组装结构，从而使得表面活性剂的性能发生改变，在ph为6～8条件下表现出更优的表面活性。

19、本发明的第三方面，提供一种如第一方面中任意一项所述的表面活性剂的应用，其特征在于，将所述表面活性剂用于制备乳化剂或细胞通透剂。

20、本发明制备的表面活性剂可用于制备细胞通透剂，用于免疫染色或组织透明化，提高细胞膜的通透性。

21、本发明制备的表面活性剂具有较好的表面活性，可应用于血糖、血酮、尿酸等检测领域的配方中，提高配方的稳定性；也可应用于血红蛋白、糖化血红蛋白检测等项目中，用于红细胞的裂解反应，促使血红蛋白的释放。

22、通过实施上述技术方案，本发明具有如下的有益效果：

23、本发明制备的表面活性剂通过复配使不同的表面活性剂之间发生协同增效作用，从而制备出与壬基酚聚氧乙烯醚的性能相似，可替代壬基酚聚氧乙烯醚的表面活性剂。

24、本发明采用疏水基团相同的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚进行复配实验，制备出的表面活性剂具有与壬基酚聚氧乙烯醚相近的表面活性、泡沫性能，且乳化性能突出。

25、本发明制备的表面活性剂由十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚复配而成，而随着工业发展，脂肪醇聚氧乙烯醚的原料环氧乙烷的生产成本不断降低，制备出的表面活性剂更具价格优势。