[發明專利]一種非離子型聚氨酯Gemini表面活性劑的制備方法

有效

• 申請號: 201610188278.5
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105797643B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 金勇;孫小鵬;李漢平;賴雙權;姜衛龍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01F17/42
• 分類號: B01F17/42;B01F17/52;C08G18/48
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技術領域

本發明涉及一種表面活性劑的制備方法，特別是非離子型聚氨酯Gemini表面活性劑的制備。

背景技術

表面活性劑是一種一端含有親水基，一端含有疏水基，加入很少量即能顯著降低溶劑表面張力，改變體系表面狀態，從而產生潤濕、乳化、起泡、增溶作用的物質。而Gemini型和Bola型表面活性劑的結構不同于傳統的表面活性劑，Gemini表面活性劑是由一個連接基將兩個傳統表面活性劑在其親水端或靠近親水端的位置連接起來的新型表面活性劑。相比較傳統表面活性劑，Gemini表面活性劑更容易吸附于氣液界面，能更有效的降低表面張力，且其使用下限溫度更低；Bola型表面活性劑則是兩端為親水基中間為疏水基的三嵌段型表面活性劑。

非離子型聚氨酯Gemini表面活性劑在水中不發生電離，生物相容性好，表面活性高，毒性小，比相應的離子型表面活性劑穩定性高，耐酸堿性強，且與其他類型表面活性劑共用時，可發揮協同作用，在生物材料，藥物輸送，乳液分散等領域有廣泛的應用。然而與傳統表面活性劑和Bola型表面活性劑相比，在目前所報道的常規合成過程中，非離子型Gemini表面活性劑的親水基需要采用基團保護，以保證合成后親水基的完整，因而合成過程過于繁瑣；且普通分子結構的非離子型Gemini表面活性劑大都不易降解，生物相容性差。因而找到一種合成過程簡單且所得產物生物相容性好的非離子型Gemini表面活性劑的制備方法一直是大家關注的焦點。

如中國專利(CN102618242A)公開了一種非離子型Gemini表面活性劑的制備方法，它是由多聚甲醛將壬基烷酚連接起來，然后將產物溶于甲苯接枝上環氧氯丙烷，同時將二乙二胺與葡萄糖己內酯反應生成中間產物，再將兩個產物溶于甲醇-水溶液中反應，得到產物非離子型Gemini表面活性劑。該專利稱所得表面活性劑表面活性高，可以有效的降低表面張力，然而該表面活性劑合成過程中需不斷加入溶劑洗滌然后再脫除溶劑，反應步驟復雜同時產物結構中含有苯環不易降解，生物相容性差，合成過程中使用的甲苯溶劑有一定的毒性，對環境和生物體存在潛在的安全風險，不符合綠色化學的原則。

如中國專利（CN103446944A）公開了一種非離子型Gemini表面活性劑的制備方法，它是由硼酸和聚乙二醇的反應物與蓖麻油酸反應生成單鏈表面活性劑，再用順丁烯二酸酐連接兩條表面活性劑單鏈，生成非離子型Gemini表面活性劑。該專利稱該表面活性劑的原料易得無污染，反應條件溫和，后處理簡單，但是該表面活性劑合成過程中除去硼酸的過程過于復雜，且在反應過程中使用苯作為溶劑，對環境和生物體存在潛在的安全風險，不符合綠色化學的原則。

本發明以環氧烷烴和聚乙二醇單甲醚為原料進行開環反應后與二異氰酸酯按一定比例反應得到一種非離子型聚氨酯Gemini表面活性劑。本發明所制備的表面活性劑在合成過程中采用兩步法合成，合成過程簡單，不需要采用基團保護，也不使用有機溶劑，對環境友好；同時由于產物具有Gemini表面活性劑的分子結構，故與傳統表面活性劑相比，更易于吸附在氣液界面，能更有效地降低表面張力，使用下限溫度更低；此外該非離子型Gemini表面活性劑為聚氨酯結構，具有更好的生物相容性和生物降解性。

發明內容

本發明的目的是提供一種非離子型聚氨酯Gemini表面活性劑的制備方法，系首先將環氧烴烷與聚乙二醇單甲醚進行開環反應，然后與二異氰酸酯按一定比例反應生成。

本發明所提供的非離子型聚氨酯Gemini表面活性劑的特征在于：

（1）本發明所提供的制備方法在合成非離子型聚氨酯Gemini表面活性劑時，采用兩步法合成，不需要采用基團保護，合成過程簡單方便且不使用有機溶劑，對環境友好，其Gemini結構使其更易于吸附在氣液界面，能更有效地降低表面張力，且使用下限溫度更低；

（2）本發明所提供的非離子型聚氨酯Gemini表面活性劑為聚氨酯結構，分子結構易于調控，水溶性強，生物相容性和生物降解性好。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：

本發明所述的非離子型聚氨酯Gemini表面活性劑是由環氧烷烴、聚乙二醇單甲醚與二異氰酸酯經過開環和酯化反應而得，其中，各組分的質量配比如下：

環氧烴烷0.72~1.84

氫氧化鈉0.5~1.0

聚乙二醇單甲醚2.0~7.5

二異氰酸酯1.68~2.50

水100~500

非離子型聚氨酯Gemini表面活性劑是通過以下特定工藝合成：