非离子型渗透剂是渗透剂产品中除阴离子型渗透剂以外的最重要品种，是制备磷酸醋类、硫酸酷类渗透剂的中间体，也是复配型渗透剂的主要单体。其特点是:具有非常宽的pH使用范围，耐酸碱，尤其在强酸性溶液中比较稳定，而且泡沫也比阴离子型渗透剂少得多，且无腐蚀性，广泛应用于纺织、印染、农药、造纸、制革以及纤维加工等行业。

非离子型渗透剂主要有脂肪醇醚和烷基酚醚两大类，渗透剂JFC就是典型的脂肪醇醚类产品。其传统制法是以正辛醇为起始剂，氢氧化钾为催化剂，与环氧乙烷进行开环聚合而得到低摩尔加成物。笔者对脂肪醇醚类渗透剂进行了系统研究，在传统渗透剂开C基础上，用表面活性剂渗透剂理论，从渗透剂分子的疏水基和亲水基入手，进行分子结构的创新设计与合成，经过渗透性能的评价，探讨了非离子渗透剂结构与性能间的一些规律，同时也对合成非离子渗透剂反应所用的催化剂进行筛选，得到一种非离子型快印染废水处理速渗透剂。这些工作对渗透剂产品的结构设计以及提高其渗透性能和实际应用，具有重要意义。

。1非离子快速渗透荆的研究思路

根据表面活性剂渗透剂理论，一般认为，适合作非离子渗透剂的结构特点是:带支链的疏水基比不带支链的渗透性好，亲水基在中间的比在末端的渗透性好，亲水基小的渗透性好，相对分子质量小的渗透性好，非离子结构中的环氧乙烷加成数在5一巧之间的渗透性好。根据以上结构与性能原理，在传统非离子渗透剂JFC基础上，一方面从渗透剂疏水基结构的角度进行研究，即对脂肪醇的碳链长度和碳链结构进行研究;另一方面从渗透剂亲水基结构的角度进行研究，即改变传统的单用环氧乙烷(EO)加成物方法，引人少量环氧丙烷(PO)加成物，使渗透剂亲水基结构中也具有支链结构。同时也对合成非离子渗透剂的催化剂进行选择，得到分布窄、游离醇含量少的渗透剂〔2一4〕。

2实验部分

2.1主要仪器与药品

仪器:wHF一2型高压釜;全自动仪表控制系统;sP一502型气相色谱仪;带氢火焰离子化检测器和色谱数据处理系统;KH一2000型薄层色谱仪;LC一6A型高效液相色谱仪(日本岛津公司制造)。

药品:正己醇，正辛醇，异辛醇，仲辛醇，十二醇，氢氧化钾，三氟化硼乙醚络合物均为化学纯;碱土金属复合催化剂，自制;环氧乙烷，工业级，含量大于99.0%，水分小于0.01%;环氧丙烷，工业级，含量大于99.0%，水分小于0.1%。

2.2合成方法

把一定量的原料醇和催化剂投人高压釜中，用氮气置换3次，并升温开动搅拌，于指定的温度下负压脱水至管凉为止，在一定温度下与环氧化物进行开环聚合反应，按顺序分别滴加一定量的环氧乙烷和环氧丙烷，滴加完后老化40而n，然后降温至80℃出料，得到非离子渗透剂。其中，以三氟化硼乙醚络合物为酸性催化剂的反应温度为60~70℃，原料醇脱水在加催化剂前于100~120℃进行;以氢氧化钾为碱性催化剂的反应温度为140一160℃，以自制的碱土金属为复合催化剂的反应温度为120一140℃，这两种催化剂和原料醇于120一130℃一起进行脱水处理。

2.3分析方法

2.3.1渗透性能的评价方法

采用圆片帆布法测定润湿渗透性，用蒸馏水配成0.2%的渗透剂水溶液，盛人500 mL烧杯中，并于20℃恒温水浴中保温20 min，印染废水处理用直径35 mm的硬帆布进行实验，把帆布片平放到液面上，从帆布片接触到液面时用秒表开始记时，帆布片润湿后下沉，直到帆布片接触到杯底为止，记录所需时间。重复3次，取其平均值，作为该渗透剂性能评价的标准。渗透剂的渗透时间越短，表明渗透剂的润湿渗透性能越好。

2.3.2其他指标分析方法

浊点按GB5559一1993浊点测定法测定。游离醇和二氧六环含量测定均采用气相色谱法。经值采用GB7385一1987邻苯二甲酸醉法测定。活性物(不同环氧加成数的组分)含量采用减压精馏、称量和薄层色谱相配合法测定。

3结果与讨论

3.1疏水基结构对渗透性能的影响

3.1.1不同碳链长度直链醇对渗透性能的影响

分别以c6醇、c:醇和qZ醇为起始剂，采用相同的聚合工艺，均加成2，3，4，5，6mol环氧乙烷.得到3个系列醇醚类渗透剂产品，分别进行渗透性能评价，3个系列醇醚类渗透剂产品的渗透性能与环氧乙烷加成数的关系见图1。

由图1可以看出，在环氧乙烷加成数2-6mol范围内，C:醇醚的渗透性能明显强于C6醇醚和C12醇醚。脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂的性能与其疏水基碳链长度有关。C6一C9链长的脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂具有良好的润湿和渗透性;c10一cl4链长的脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂具有优异的去污力;C16-C20链长的脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂具有优良的乳化和分散性。从图1还可看出，3

条曲线都有一最低点，说明不同碳链长度的脂肪醇醚渗透性能都有最佳的环氧乙烷加成数，并且每条曲线的最低点都随着起始剂碳数的增加而向右移，说明随着脂肪醇醚中疏水基碳链的增加，醇醚的最佳渗透性能所需的环氧乙烷加成数也在增加。

3.1.2C8醇同分异构体对渗透性能的影响

分别以正辛醇、异辛醇和仲辛醇为起始剂，采用相同的聚合工艺，均加成2，3，4，5，6 mol环氧乙烷，得到3种辛醇醚类渗透剂产品，分别进行渗透性能评价，3种辛醇醚类渗透剂的渗透性能与环氧乙烷加成数的关系见图2。

由图2可以看出，在环氧乙烷加成数2-6mol范围内，异辛醇醚渗透性能最好，仲辛醇醚次之，正辛醇醚的渗透性能较差。这是由于非离子渗透剂的疏水基结构中含支链结构，其渗透性比直链结构好，与表面活性剂渗透剂理论相符。同样，3种辛醇醚曲线的最低点在4摩尔环氧乙烷左右，说明C。醇的4摩尔环氧乙烷加成物渗透性能最好，因此，以下实验均以异辛醇作为合成非离子渗透剂起始剂，并且环氧乙烷加成数为4摩尔。

3.2亲水基结构对渗透性能的影响

环氧乙烷链段是传统非离子渗透剂的亲水基结构，针对这种传统的直链结构，考虑以环氧丙烷代替部分环氧乙烷，，构成了以环氧乙烷和环氧丙烷的聚合链段作为渗透剂的亲水基结构，改善了非离子渗透剂中亲水基的传统直链结构，在亲水基结构里引进部分支链。现以异辛醇的4摩尔加成物为基础，用1摩尔环氧丙烷(PO)代替l摩尔环氧乙烷(EO)，考察环氧丙烷不同加成位置对渗透性能的影响。

以1摩尔环氧丙烷代替l摩尔环氧乙烷，环氧丙烷无论在亲水基结构的头部(疏水基一端)，还是在亲水基结构的中间或尾部，3个位置合成渗透剂的渗透性能均优于由单一环氧乙烷链段构成亲水基渗透剂的性能。但以1摩尔环氧丙烷在亲水基结构尾部合成渗透剂的渗透性能最佳，因此，快速渗透剂LK31结构选择异辛醇+3 mol玉:0+1 mol PO。对于以多摩尔环氧丙烷代替环氧乙烷在异辛醇醚中位置和以碳数十二以上的高碳醇为起始剂合成的醇醚中位置，乃至由烷基酚为起始剂合成的酚醚中位置都有待于进一步研究。

3.3催化剂种类对渗透性能的影响

印染废水处理以异辛醇的4摩尔环氧乙烷加成物为例，选择酸性催化剂三氟化硼乙醚络合物、碱性催化剂氢氧化钾和自制的碱土复合催化剂，合成3种异辛醇醚渗透剂，并对合成的3种异辛醇醚渗透剂进行分析检测与性能评价，结果列人表2。

脂肪醇环氧乙烷加成物的主要组分为:具有不同环氧乙烷摩尔加成数的醇醚(活性物)、未反应原料醇(游离醇)和副产物二氧六环、聚乙二醇等。从表2可以看到，以酸性催化剂三氟化硼乙醚络合物为催化剂合成的渗透剂，活性物含量最低，其中副产物二氧六环含量较高，并影响了其渗透性能，渗透性明显低于其他两种催化剂;碱性催化剂氢氧化钾是传统的乙氧基化催化剂，与自制的碱土复合催化剂相比，游离醇明显偏高，同样影响渗透性能;而使用碱土复合催化剂合成的渗透剂，活性物含量最高，不但渗透性能强于酸性催化剂和碱性催化剂，而且外观为无色透明，长期放置不分层。

3.4非离子快速渗透剂LK-31和传统渗透剂JFC的比较

采用异辛醇+3 moIEO+lmolPO结构，在自制的碱土复合型催化剂存在下，合成的非离子快速渗透剂LK-31与传统非离子渗透剂JFc一4比较，传统渗透剂JFC一4产品中游离醇含量明显高于快速渗透剂LK一31，并且传统渗透剂JFC一4的经值偏离理论值较大，说明传统渗透剂JFC一4产品成分复杂，而快速渗透剂LK一31的经值接近理论值，副产物少，且外观好，尤其是快速渗透剂LK一31的渗透性能远强于传统非离子渗透剂JFC4。

4结论

(l)在脂肪醇醚类非离子表面活性剂的疏水基结构中，碳数在碳八左右的醇醚类渗透剂，其渗透性能较好;环氧化物加成数相同的同分异构体醇醚疏水基结构中，具有支链结构的异构醇比具有直链结构的伯仲醇渗透性能要好;疏水基结构相同的脂肪醇醚，其亲水基结构中使用部分环氧丙烷代替部分环氧乙烷合成的渗透剂性能好。

(2)以自制的碱土复合催化剂，采用异辛醇十3molEo+lmol PO结构合成的非离子快速渗透剂LK一31，其渗透性能明显强于传统非离子渗透剂JFC。

参考文献

1矶田孝一，藤本武彦.表面活性剂.北京:轻工业出版社.1973 103一116

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3崔宝玉，王焕民，精细石油化工。1995，(4):31一33

4夏杰，邓启刚，张树军.哈尔滨工业大学学报，1993，(4):65一70