[發明專利]一種兩性木質素基表面活性劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201610087152.9
• 申請日: 2016-02-16
• 公開（公告）號: CN105664787B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 區菊花;趙建紅;戴殷;盧志敏;郭曉丹;鐘金春;潘宇鵬
• 申請（專利權）人: 廣州市日用化學工業研究所有限公司
• 主分類號: B01F17/42
• 分類號: B01F17/42;B01F17/50;C23G5/06
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 宣國華;馬赟齋

本發明公開一種兩性木質素基表面活性劑，由木質素和月桂醇縮水甘油醚反應合成后經漂白處理獲得。本發明還公開該兩性木質素基表面活性劑的制備方法及應用。該兩性木質素基表面活性劑能有效地降低水溶液的表面張力、表現出優異的乳化力以及除油率。將該表面活性劑應用于低泡水基金屬清洗劑中，具有泡沫低、消泡速度快的效果，同時對金屬器件的除油率起到增效除油的效果，在日化洗滌領域具有潛在的應用前景。

技術領域

本發明涉及表面活性劑，特別涉及一種兩性木質素基表面活性劑，同時涉及該兩性木質素基表面活性劑的制備方法與應用。

背景技術

生物質基表面活性劑作為一種可替代石油基表面活性劑的產品受到學術界以及工業界越來越多的關注。其中，木質素是自然界第二豐富的天然高分子化合物，是一種可持續的天然資源。目前，工業木質素大規模轉變為高附加值產品不足1%，大部分作為廢物排放，浪費資源，污染環境。同時，隨著石油、煤炭等資源的日益枯竭和價格上漲，對可再生資源的需求增長。而木質素的原料價格低廉，無毒，具有可生物降解性等特點使得它的改性以及應用研究尤其備受關注。

根據不同的制漿工藝，工業木質素分為堿木質素和木質素磺酸鹽。堿木質素缺少親水的鏈段，水溶性較差；木質素磺酸鹽帶有強親水基團磺酸根以及羧基等基團，表現出很好的水溶性，屬于天然高分子陰離子表面活性劑。但與低分子表面活性劑相比較，由于不含烷基長鏈，親油性很差。且木質素磺酸鹽疏水骨架很復雜，呈現球狀，不能像一般的低分子表面活性劑那樣形成整齊的相界面排列狀態，對表面張力的抑制作用不大。

總體而言，由于木質素分子質量分布寬、結構復雜、堿木質素水溶性差，木質素磺酸鹽油溶性差，表面活性不大，帶有顏色，不能制得白色劑型產品，在工業上的直接應用范圍受到限制。但木質素結構上含有各種功能基團，如酚羥基、醇羥基、甲氧基、醛基、酮基、羧基等活性基團，可發生氧化、還原、磺甲基化、烷氧化、接枝共聚等反應。通過化學改性可賦予木質素結構不同功能團，改善其親水性、表面活性等，為木質素的高附加值工業應用提供可能。

如Homma等（Conversion of Technical Lignins to Amphiphilic Derivativeswith High Surface Activity. Journal of Wood Chemistry and Technology 2010, 30(2), 164-174.）分別采用聚乙二醇縮水甘油醚，聚乙二醇二縮水甘油醚，十二烷氧基聚乙二醇縮水甘油醚（DAEO）與乙酸木質素（AL），堿木質素（KL）以及木質素磺酸鹽反應得到的改性木質素表面活性劑，其表面活性大大提高，其中，DAEO的改性效果最為突出，改性后的產物應用于水煤漿中表現出優異的分散特性。

Qiu等（Synthesis, Structure, and Dispersion Property of a NovelLignin-Based Polyoxyethylene Ether from Kraft Lignin and Poly(ethyleneglycol). Acs Sustainable Chemistry & Engineering 2014, 2 (7), 1902-1909.）利用堿木質素與功能化的聚乙二醇（PEG）反應合成了一種水溶性的木質素基聚氧乙烯醚。功能化的聚乙二醇（PEGs）由PEG與環氧氯丙烷通過BF-Et2O催化得到，接著PEGs與堿木質素的酚羥基發生反應得到產物。KL的水溶性大大改善，顯示出優異的分散特性。

Mao等（Preparation and surface properties investigation of lignin-phonls non-ionic surfactant. Advanced Materials Research 2013, 647, 762-768.）將堿木質素與環氧氯丙烷和月桂醇反應得到一種非離子木質素基表面活性劑（ML-AL），作者研究了非離子木質素表面活性劑的表面張力、水溶性、HLB值等。研究結果顯示產物的HLB值為16.26，應用于廢紙的脫墨過程中，ML-AL顯示出一定的助洗凈能力。