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绿色环保无磷洗涤助剂的合成及应用研究

作　者: 陈少华
导　师: 郭建维
学　校: 广东工业大学
专　业: 应用化学
关键词: 共聚物可生物降解洗涤助剂环氧琥珀酸钠 2,3-环氧丙磺酸钠
分类号: TQ649
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

三聚磷酸钠由于具有良好的助洗性能,价格低廉,在过去很长一段时间广泛应用在洗涤助剂行业。然而由于三聚磷酸钠会引起水体的富营养化,造成鱼虾大量死亡,严重影响了海水的生态环境,已经禁止使用,因此无磷环保型的洗涤助剂成为当前的研究重点。聚环氧琥珀酸钠是一种无磷、无氮的可生物降解的高分子,它螯合钙、镁离子的能力较强,碱缓冲能力好且具有一定的分散能力,可以应用在洗涤助剂行业,研究表明在聚合物的结构中引入磺酸基可以提高其分散性能。本课题在研究聚环氧琥珀酸钠的助洗性能的基础上,对其进行改性,在其分子结构中引入磺酸基以提高其分散性能,进而提高其助洗性能。首先马来酸酐在钨酸钠的催化作用下,与过氧化氢发生环氧化反应生成环氧琥珀酸钠,然后在引发剂氢氧化钙的催化作用下,环氧琥珀酸钠发生水溶液聚合生成聚环氧琥珀酸钠。优化的聚合工艺为：反应温度为90℃,反应时间为6小时,引发剂氢氧化钙用量为4%,所得聚环氧琥珀酸钠的螯合力可达到367.5mg CaCO3/g,分散力可达112.8mg CaCO3/g。为了提高聚环氧琥珀酸钠的分散性能,采用2,3-环氧丙磺酸钠与环氧琥珀酸钠进行共聚反应。首先环氧氯丙烷与亚硫酸氢钠反应合成3-氯-2-羟基丙磺酸钠,3-氯-2-羟基丙磺酸钠再与氢氧化钠反应得到单体2,3-环氧丙磺酸钠,环氧琥珀酸钠在引发剂氢氧化钙的作用下与2,3-环氧丙磺酸钠共聚生成环氧琥珀酸钠-2,3-环氧丙磺酸钠。对聚合反应的工艺进行了优化,结果表明在环氧琥珀酸钠和2,3-环氧丙磺酸钠的单体配比为2：1,反应温度为90℃,反应时间为7小时,引发剂氢氧化钙用量为5%的条件下,共聚物的螯合力可达332.2mg CaCO3/g,分散力可达到130.4mg CaCO3/g。相比于聚环氧琥珀酸钠,共聚物的分散力有了明显提高。并用核磁氢谱和红外光谱对共聚物的结构进行了表征,用凝胶过滤色谱(GFC)测定了共聚物的分子量及其分布,用X-射线衍射测定了共聚物的结晶性能。采用摇床实验法测定了环氧琥珀酸钠-2,3-环氧丙磺酸钠共聚物的生物降解性能。结果表明：由于共聚物是主链上含有C-O-C醚键,而且分子量只为1000-2000的无定型低聚物,具有良好的生物降解性能,28天的生物降解率超过60%。

绿色环保无磷洗涤助剂的合成及应用研究

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