乙二醇硬脂酸酯的合成研究

2013年第17期广东化工第40卷总第259期www.gdchem.com乙二醇硬脂酸酯的合成研究傅挺进,蔡雅娟泸天化股份有限公司技术中心,四川泸州646300)[摘要]采用正交实验对影响乙二醇硬脂酸酯合成的因素做比较分析,实验发现,采用自制负载型催化剂,能够用较少的乙二醇量合成合格产品,较优的合成条件为:酸醇摩尔比1:0.8,初始反应温度190℃,反应05h后升温到220-230℃继续反应1h,催化剂用量0.6%,硬脂酸酯化率可达988%,物料收率99.2%。[关键词]乙二醇硬脂酸酯;珠光剂;单酯;合成[中图分类号TQ016.1献标识码]A[文章编号]1007-1865(2013)170079-02Synthesis Study of glycol stearateFu Tingjin, Cai Yajuan(Lutianhua CO, Ltd, Luzhou 646300, China)Abstract: Orthogonal experiment is conducted to compare and analyze the factors effecting the compound of ethylene glycol stearate, the experiment resultshowed that self-made supported catalyst was available to compound qualified products with less ethylene glycol, optimum synthesis conditions were: acid alcoholmole ratio 1: 0.8, the initial reaction temperature 190 C, react 0.5 h, the reaction temperature was raised to 220-230 C continue to react lh, the amount of catalyst0.6% reaching a esterification rate of 98.8%for stearic acid, and material yield rate of 99.2%Keywords: glycol stearate: pearling agent; monoester; synthesis乙二醇硬脂酸酯具有多种用途,作为非离子表面活性剂,其方式,可明显提高硬脂酸酯化率和降低产品的乙二醇含量,但无毒、生物降解性好,原料丰富且价格低。利用其乳化性能,工物料收率会因此明显降低。经笔者实验,无论物料配比、反应温业上可用作润滑剂和脱模剂,食品行业方面且具备一定的防腐抗度和不同的除水方式(通氮除水、冷凝回流、真空抽滤),未发生菌功效。此外还可作为分散剂、增溶剂、润滑剂、抗静电剂等。物料暴沸溢出情况且未洗涤处理的试验样,其物料收率在987但其主要用途是在液体洗涤剂中,参考加入量1%2%,能明显%994%范围。若物料收率大于1,则说明物料反应量很少且反增加产品的珠光效果,且能增加产品的黏度,具有滋润皮肤、养应温度较低。发护发的功效。与其它类型的表面活性剂的相溶性好,能体现其稳定的珠光效果和增稠调理的功能。相比而言乙二醇硬脂酸双酯硬脂酸酯化率%≈加入的硬脂酸量产品量x产品酸值/硬脂酸酸值x100加入的硬脂酸量产生的珠光较强烈,而单酯产生的珠光更为细腻近年研究乙二醇硬脂酸酯的报道主要集中在不同类型催化剂物科收率一反应前物料总重(不含催化剂量),完全反应理论生成水量100很多资料中硬脂酸酯化率以物料初始酸值和反应后产品酸值品色泽和提高工艺的环保性能,此外也有专门针对产品在化妆品的差异来计算,笔者认为存在误差,因为反应前后的量并不相行业及应对高剪切作用下珠光效果的持续性研究等。本文主要利用自制负载型催化剂,优化合成条件,并综合考虑生产应用情表1乙二醇硬脂酸单酯正交表1实验部分Tab 1 Glycol stearate orthogonal table实验反应应酸醇摩催化剂1.1试剂与仪器除水方式试剂:乙二醇(分析纯)、硬脂酸(印尼1801)、自制负载型催编号温度/℃时间h尔配比用量%化剂;1:1.11.00.5h抽真空151:1.00.6直接抽真空SHJM-1型数显恒温搅拌加热套、PL4002梅特勒电子天平、SHB-Ⅲl:0.90.5分水冷凝型循环水多用真空泵通氮12实验方法23456789012B4165l:1.0通氮硬脂酸,乙二醇和催化剂经电子天平称量计量后,依次加入1651.5l:1.10.4分水冷凝四口烧瓶(已称重中,并将烧瓶固定在数显加热套方盒中,接好1:0.8直接抽真空搅拌器、分水器(分水器上接冷凝管)、热电阻温度计套管(数显加66888251:0.90.60.5h抽真空热套温度反馈用)、水银温度计(实测反应液温度),加热,物料完11:0.904直接抽真空全熔化后开启搅拌器并使搅拌速度固定在300r/min,继续升温到1.51:0.80.50.5h抽真空预定反应温度(水银温度计实测反应液温度)并保持数显加热套温控稳定,开始计时,反应完毕后将四口烧瓶取下称重,催化剂沉:1.0淀在烧瓶底部,将上层反应液倒入不锈钢样品托盘中冷却后,按1901:0.80.6分水冷凝190规定分析方法取样分析。1.0通氮1.3实验方案15205h抽真空按上述确定的各影响因素的水平,制定L164)正交表,具体直接抽真空如表1。注:反应时间以实测反应温度达到预定反应温度后计;催化剂用量以硬14产品标准和分析方法脂酸质量计乙二醇硬脂酸酯的分析指标及分析方法按QBT4312-2012规定的方法执行2数据分析实验中常用指标有酸值、乙二醇含量和物料收率,实验过程2.1实验数据常用释水量国多少判断反应进行程度。本文不采用热水洗涤反应样品的方法,并综合考虑硬脂酸酯化率、产品乙二醇含量、物料上述正交实中国煤化工收率3个指标,是为了避免指标的片面性,如为提高硬脂酸酯化CNMHG率将乙二醇过量,反应完毕后将反应品在热水中洗涤除去乙二醇收稿日期]20130725作者简介傅挺进(1979),男,重庆丰都人,学士,中级工程师,主要从事精细化工产品开发和项目调研。广东化工2013年第17期www.gdchem.com第40卷总第259期表2正交实验数据反应温度中,180℃下较低,而在190℃下为97.61%,因此Tab.2 The results of orthogonal experi保持较高的反应温度是提高硬脂酸转化率的重点序号产品酸值硬脂酸酯化率%产品乙二醇含量%反应时间也遵循了时间越长转化率越高的普遍规律,且变化99213.7648,91145物料配比中,理论单酯配比1:1时硬脂酸转化率最低,乙二2345683.2510.91醇过量时硬脂酸转化率较高,但在两者摩尔比为1:0.9、1:0.876.1时,硬脂酸转化率仍然较高随着乙二醇摩尔比的减小而呈增大趋势,这时单酯转化为双酯,使硬脂酸酯化率增加67.3999催化剂用量方面呈不规则变化,0.6%用量时酯化率最大,51.01步减少催化剂用量,0.5%时平均转化率最低为7257%,但0478901243.63%用量时则与1%用量时效果相当。除水方式中,反应05h后抽真空的方式较直接抽真空的方式略好,但两者与不抽真空仅仅使用分水冷凝的方式相比并没有改1469923.89善。通氮方式效果最好,且从实验情况来看,反应液和样品的颜2.52最浅。几种除水方式中,实验室通氮是用氮气钢瓶加减压阀连玻管插入反应烧瓶,氮气流量波动经常造成反应物料溢出,而实验用搅拌器密封性较差,在抽真空的情况下反而加剧了反应烧瓶中空气的流动,造成效果较差。7243结论22正交指标分析以自制负载型催化剂合成乙二醇硬脂酸酯,其催化活性好用量少,后处理简便,产品质量符合现行行业标准QBT4312-2012要求表3正交分析表按产品标准QB/T4312-2012指标情况综合考虑并结合实验情Tab 3 Orthogonal analysis tab况,硬脂酸乙二醇单酯较优的反应条件为:物料酸醇摩尔比为反应物料摩催化剂1:0.8,初始反应温度190℃,反应0.5h后升温到220-230℃继影响温度/℃时间/h尔配比用量/%除水方式续反应1h,催化剂用量0.6%,除水方式实验室以通氮为优,生000.5h抽真空产可考虑通氮置换后抽真空。硬脂酸酯化率可达98.8%,物料收直接抽真空率992%。分水冷凝K226.27272.3730343312.79306.19参考文献K22654829710293.16322.6229571]谢田,段永华乙二醇硬脂酸酯的合成新工艺研究[化工与材料,2008K335723326.3030917290.283091114(5):12-13K43904534366333.68313.75326.63[2]孟丽丰,刘东辉,黃俊,乙二醇硬脂酸酯型珠光剂的合成及其应用研究56.56809758678.2076.55[应用化工,2010,39(1):747966.3774.28732980.6673.93[3]崔萍,刘榛榛.乙二醇硬脂酸酯的合成叮,应用化工,200534(9)k389.3181.5877.2972.577773550-551k4976185928342784481.66[4]王明俊,孙秋菊,辛士刚.珠光剂乙二醇硬脂酸酯的合成研究门科技41.0517.8210.13信息,2007,14(4):32-33以硬脂酸酯化率计算的影响因子中,反应温度的影响最大本文文献格式:傅挺进,蔡雅娟.乙二醇硬脂酸酯的合成研究其次依次为反应时间、物料配比、催化剂用量和除水方式。[J].广东化工,2013,40(17):79-80)(上接第88页)21l王立刚,彭苏萍,陈昌和.燃煤飞灰对锅炉烟道气中Hg的吸附特性 Control Symposium, Atlanta, Georgia,199门.环境科学,2003,246):596[27JLee C W, Srivastava R K, et al. 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