2013年第17期廣東化工第40卷總第259期www.gdchem.com乙二醇硬脂酸酯的合成研究傅挺進,蔡雅娟瀘天化股份有限公司技術中心,四川瀘州646300)[摘要]采用正交實驗對影響乙二醇硬脂酸酯合成的因素做比較分析,實驗發(fā)現,采用自制負載型催化劑,能夠用較少的乙二醇量合成合格產品,較優(yōu)的合成條件為:酸醇摩爾比1:0.8,初始反應溫度190℃,反應05h后升溫到220-230℃繼續(xù)反應1h,催化劑用量0.6%,硬脂酸酯化率可達988%,物料收率99.2%。[關鍵詞]乙二醇硬脂酸酯;珠光劑;單酯;合成[中圖分類號TQ016.1獻標識碼]A[文章編號]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種用途,作為非離子表面活性劑,其方式,可明顯提高硬脂酸酯化率和降低產品的乙二醇含量,但無毒、生物降解性好,原料豐富且價格低。利用其乳化性能,工物料收率會因此明顯降低。經筆者實驗,無論物料配比、反應溫業(yè)上可用作潤滑劑和脫模劑,食品行業(yè)方面且具備一定的防腐抗度和不同的除水方式(通氮除水、冷凝回流、真空抽濾),未發(fā)生菌功效。此外還可作為分散劑、增溶劑、潤滑劑、抗靜電劑等。物料暴沸溢出情況且未洗滌處理的試驗樣,其物料收率在987但其主要用途是在液體洗滌劑中,參考加入量1%2%,能明顯%994%范圍。若物料收率大于1,則說明物料反應量很少且反增加產品的珠光效果,且能增加產品的黏度,具有滋潤皮膚、養(yǎng)應溫度較低。發(fā)護發(fā)的功效。與其它類型的表面活性劑的相溶性好,能體現其穩(wěn)定的珠光效果和增稠調理的功能。相比而言乙二醇硬脂酸雙酯硬脂酸酯化率%≈加入的硬脂酸量產品量x產品酸值/硬脂酸酸值x100加入的硬脂酸量產生的珠光較強烈,而單酯產生的珠光更為細膩近年研究乙二醇硬脂酸酯的報道主要集中在不同類型催化劑物科收率一反應前物料總重(不含催化劑量),完全反應理論生成水量100很多資料中硬脂酸酯化率以物料初始酸值和反應后產品酸值品色澤和提高工藝的環(huán)保性能,此外也有專門針對產品在化妝品的差異來計算,筆者認為存在誤差,因為反應前后的量并不相行業(yè)及應對高剪切作用下珠光效果的持續(xù)性研究等。本文主要利用自制負載型催化劑,優(yōu)化合成條件,并綜合考慮生產應用情表1乙二醇硬脂酸單酯正交表1實驗部分Tab 1 Glycol stearate orthogonal table實驗反應應酸醇摩催化劑1.1試劑與儀器除水方式試劑:乙二醇(分析純)、硬脂酸(印尼1801)、自制負載型催編號溫度/℃時間h爾配比用量%化劑;1:1.11.00.5h抽真空151:1.00.6直接抽真空SHJM-1型數顯恒溫攪拌加熱套、PL4002梅特勒電子天平、SHB-Ⅲl:0.90.5分水冷凝型循環(huán)水多用真空泵通氮12實驗方法23456789012B4165l:1.0通氮硬脂酸,乙二醇和催化劑經電子天平稱量計量后,依次加入1651.5l:1.10.4分水冷凝四口燒瓶(已稱重中,并將燒瓶固定在數顯加熱套方盒中,接好1:0.8直接抽真空攪拌器、分水器(分水器上接冷凝管)、熱電阻溫度計套管(數顯加66888251:0.90.60.5h抽真空熱套溫度反饋用)、水銀溫度計(實測反應液溫度),加熱,物料完11:0.904直接抽真空全熔化后開啟攪拌器并使攪拌速度固定在300r/min,繼續(xù)升溫到1.51:0.80.50.5h抽真空預定反應溫度(水銀溫度計實測反應液溫度)并保持數顯加熱套溫控穩(wěn)定,開始計時,反應完畢后將四口燒瓶取下稱重,催化劑沉:1.0淀在燒瓶底部,將上層反應液倒入不銹鋼樣品托盤中冷卻后,按1901:0.80.6分水冷凝190規(guī)定分析方法取樣分析。1.0通氮1.3實驗方案15205h抽真空按上述確定的各影響因素的水平,制定L164)正交表,具體直接抽真空如表1。注:反應時間以實測反應溫度達到預定反應溫度后計;催化劑用量以硬14產品標準和分析方法脂酸質量計乙二醇硬脂酸酯的分析指標及分析方法按QBT4312-2012規(guī)定的方法執(zhí)行2數據分析實驗中常用指標有酸值、乙二醇含量和物料收率,實驗過程2.1實驗數據常用釋水量國多少判斷反應進行程度。本文不采用熱水洗滌反應樣品的方法,并綜合考慮硬脂酸酯化率、產品乙二醇含量、物料上述正交實中國煤化工收率3個指標,是為了避免指標的片面性,如為提高硬脂酸酯化CNMHG率將乙二醇過量,反應完畢后將反應品在熱水中洗滌除去乙二醇收稿日期]20130725作者簡介傅挺進(1979),男,重慶豐都人,學士,中級工程師,主要從事精細化工產品開發(fā)和項目調研。廣東化工2013年第17期www.gdchem.com第40卷總第259期表2正交實驗數據反應溫度中,180℃下較低,而在190℃下為97.61%,因此Tab.2 The results of orthogonal experi保持較高的反應溫度是提高硬脂酸轉化率的重點序號產品酸值硬脂酸酯化率%產品乙二醇含量%反應時間也遵循了時間越長轉化率越高的普遍規(guī)律,且變化99213.7648,91145物料配比中,理論單酯配比1:1時硬脂酸轉化率最低,乙二2345683.2510.91醇過量時硬脂酸轉化率較高,但在兩者摩爾比為1:0.9、1:0.876.1時,硬脂酸轉化率仍然較高隨著乙二醇摩爾比的減小而呈增大趨勢,這時單酯轉化為雙酯,使硬脂酸酯化率增加67.3999催化劑用量方面呈不規(guī)則變化,0.6%用量時酯化率最大,51.01步減少催化劑用量,0.5%時平均轉化率最低為7257%,但0478901243.63%用量時則與1%用量時效果相當。除水方式中,反應05h后抽真空的方式較直接抽真空的方式略好,但兩者與不抽真空僅僅使用分水冷凝的方式相比并沒有改1469923.89善。通氮方式效果最好,且從實驗情況來看,反應液和樣品的顏2.52最淺。幾種除水方式中,實驗室通氮是用氮氣鋼瓶加減壓閥連玻管插入反應燒瓶,氮氣流量波動經常造成反應物料溢出,而實驗用攪拌器密封性較差,在抽真空的情況下反而加劇了反應燒瓶中空氣的流動,造成效果較差。7243結論22正交指標分析以自制負載型催化劑合成乙二醇硬脂酸酯,其催化活性好用量少,后處理簡便,產品質量符合現行行業(yè)標準QBT4312-2012要求表3正交分析表按產品標準QB/T4312-2012指標情況綜合考慮并結合實驗情Tab 3 Orthogonal analysis tab況,硬脂酸乙二醇單酯較優(yōu)的反應條件為:物料酸醇摩爾比為反應物料摩催化劑1:0.8,初始反應溫度190℃,反應0.5h后升溫到220-230℃繼影響溫度/℃時間/h爾配比用量/%除水方式續(xù)反應1h,催化劑用量0.6%,除水方式實驗室以通氮為優(yōu),生000.5h抽真空產可考慮通氮置換后抽真空。硬脂酸酯化率可達98.8%,物料收直接抽真空率992%。分水冷凝K226.27272.3730343312.79306.19參考文獻K22654829710293.16322.6229571]謝田,段永華乙二醇硬脂酸酯的合成新工藝研究[化工與材料,2008K335723326.3030917290.283091114(5):12-13K43904534366333.68313.75326.63[2]孟麗豐,劉東輝,黃俊,乙二醇硬脂酸酯型珠光劑的合成及其應用研究56.56809758678.2076.55[應用化工,2010,39(1):747966.3774.28732980.6673.93[3]崔萍,劉榛榛.乙二醇硬脂酸酯的合成叮,應用化工,200534(9)k389.3181.5877.2972.577773550-551k4976185928342784481.66[4]王明俊,孫秋菊,辛士剛.珠光劑乙二醇硬脂酸酯的合成研究門科技41.0517.8210.13信息,2007,14(4):32-33以硬脂酸酯化率計算的影響因子中,反應溫度的影響最大本文文獻格式:傅挺進,蔡雅娟.乙二醇硬脂酸酯的合成研究其次依次為反應時間、物料配比、催化劑用量和除水方式。[J].廣東化工,2013,40(17):79-80)(上接第88頁)21l王立剛,彭蘇萍,陳昌和.燃煤飛灰對鍋爐煙道氣中Hg的吸附特性 Control Symposium, Atlanta, Georgia,199門.環(huán)境科學,2003,246):596[27JLee C W, Srivastava R K, et al. Investigation of selective catalytic22)Hargis R A, Pennline H W. Trace elements distribution and mercury reduction impact on mercury speciation under simulated NOx emission controlspeciation in a pilot-scale coal combustor burning Blackville coal[C]. The 90th conditions[]. Air Waste Manage Assocation, 2004, 54(12): 1560-1566[28]Eswaran S, Stenger H G. Understanding mercury conversion in selectiveassociation. Toronto, 1997catalytic reduction(SCR) catalysts]. Energy Fuels, 2005, 19(6)[23]Ghorishi S B, Sedman C B. Low concentration mercury sorption 2328-2334mechanisms and control by calcium-based sorbents: application in coal-fired29]Bolger P T, Szlagn D C. An electrochemical system for removing androcessesUJ]. Jourmal of the Air& Waste Management Association, 1998, recovering elementalry from a gas stream[]. Environmental Science48(12):1191-198Technology,2002,36(20):44304435.[24( Ghorishi S B, Singer C F, Seaman C B. Preparation and evaluation of[30j林赫,直流電暈放電誘導自由基簇射煙氣脫銷試驗和機理研究[D].杭modified limeand silica-lime sorbents for mercury vapor emission州:浙江大學博士學位論文,2002contro℃],EPRI-DoE-EPA( ombined Utility Air Pollution Control[31]葉群峰,吸收法脫除模擬煙氣中氣態(tài)汞的研究[D.杭州:浙江大學博Atlanta, 1999士學位論文,2006[25]任建莉,周勁松,駱仲映,等.鈣基類吸附劑脫除煙氣中氣態(tài)汞的試驗研究[].燃料化學學報,2006,34(5):556-561(本文文獻格式:馬彩霞,候梅芳,韓菊紅,等.煤利用中汞控制ncy JR, Panagiotou T, Lobo F. Control of mercury emissions in技術的分析研究[J].廣東化工,2013,40(17):87-88)utility power plants[C]. EPRI-DOE-EPA Combined Utility Air Pollution中國煤化工CNMHG