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第45卷第4期
化工技术
开发
Vol45 No 4
2016年4月
Technology & Development of Chemical Industry
Apr.2016
单乙醇胺酰胺化改性羊毛脂的反应研究
宋新娅2,邹祥龙
云军
(1.温州大学浙江省皮革工程重点实验室,浙江温州325027;2.温州大学化学与材料工程学院,浙江温州325027)
摘要:通过正交实验设计对单乙醇胺酰胺化改性羊毛脂的反应进行了研究。研究结果表明,在m学モ暗:单乙
=100:4时,较佳的酰胺化反应条件为:温度125℃,时间4h,在此条件下,单乙醇胺的转化率达到90.37%。当羊
毛脂与单乙醇胺质量比为100:2、100:4、100:6、100:8时,所得酰胺化羊毛脂的羟值分别为55.83 mgkoh·g
72.94 mgkoil?g、79.47 moko·g'、89.02mgKO?ge。此外,通过FIH对酰胺化羊毛脂的结构进行了表征。
关键词:羊毛脂;单乙醇胺;酰胶化反应;正交试验
中图分类号:TQ6543
文献标识码
文章编号:1671902016040014-04
羊毛脂是厉史悠久的天然油脂原料,是由多种(AR),乙酸(AR),叱啶(AR)
羟基脂肪酸、脂肪酸和大约等量的脂肪醇、胆甾鱒所1.2主要仪器
形成的出(约占94%~96%)的混合物。一般的动植物
油脂都貝有脂肪酸三甘油酯结构,但羊毛脂与普通油
PL2002电子天平,J-1大功率电动搅拌器
H-WO恒温多功能油浴锅, FOUIINOX55FTR光谱仪
脂不同,它不含甘油,所以羊毛脂又称羊毛蜡。羊
毛脂木身是一种疏水性的油溶性表而活性剂,且貝有1.3酰胺化羊毛脂的制备
柔软的烃链,对纤维有极好的润滑和保湿作用,在制1.3.1酰胺化反应原理
药、轻工、日化等行业有广泛的应用。由于羊毛脂的
羊毛脂是多种羟基脂肪酸、脂肪酸和大约等量
使用价值较高,近年米国内也越来越重视羊毛脂的的脂肪醇、胆甾醇所形成的酯的混合物,与单乙醇胺
改性方式及其衍生物的性能研究2。
反应可以得到脂肪酸单乙醇酰胺和脂肪醇,示意性
羊毛脂衍生物的制备原理主要是基于其分子反应式如下
中羟基和啪基的化学性质进行,在羊毛脂分子中引
R,-C-0-CHR+NH,CH.,OH
入其他活性基团,如酰胺基、磷酸根和磺酸根等
-+R-H2OH+R -C-NHCH2CI201
虽然羊毛脂分子上含有一定量的羟基,但羟值较
(R1、R2为长链烷基)
在40-60之间,这使得羊毛脂的进一步改性受到了1.32酰胺化试验方法
限制,因此必须对羊毛脂进行一定程度的改性,如酰
将计量的经脱水处理的羊毛脂加人帯搅拌、控温
胺化改性和酷交換改性,以便在分子上引入较多的和冷凝装置的反应器,升温至80℃,加人入计量的单乙
羟基。本文重点研究了羊毛脂与单乙醇胶的胲化醇胺和催化剂甲醇钠,升温至预定温度,保温反应至
反应,通过正交试验,对羊毛脂与单乙醇阪的酰胺化预定时间,降温至50℃,取样测胺值。将产物在120℃
改性反应的反应条件进行了优化。
下真空十燥1h,除去未反应的单乙醇胺,収样测羟值。
1实验部分
1.4分析测试方法
胺值的测定:根据国家标准CB/P15046-1994
1.1主要试剂
的规定,滴定1g样品中的胺所消耗的盐酸等物质量
单乙醇安XAR)羊モ脂工业级,酸值2 mg KOH?-g,的KOH的mg数( mg KOH?g')即为胶值。按照
羟值38 mg KOH?g2,皂化值9 Imgkoh?g);甲醇钠该标准程序测定样品中的胺值。胺值对应着样品中
作者简介:宋新娅(1988-)、女,硕土研究生,从事皮革鞣制机理及皮革助剂相关研究,F-mail:969570132(@qcom
通讯联系人:邹祥龙(1979-,男,博士,助理研究员,从事制革化学相关研究,E-mai:Along104@126.com
收稿日期:2016-02-26
第4期
宋新娅等:单乙醇胺酰胺化改性羊毛脂的反应研究
乙醇胺的含量,由此可以计算出反应的转化率。
性催化剂甲醇钠对反应的影响铰小。由正交实验结
羟值的测定:乙酸酐法?。
果所确定的较佳反应条件为:反应温度125℃,反应
FTR分析:将酰胺化羊毛脂试样用二氯甲烷溶时间4h,催化剂甲醇钠用量0
解后,涂片,做红外分析。
表2L4(35)正交实验结果
Table 2 Result of 1. (3,)orthogonal experiments
2结果与讨论
B
C.胺值/( mg KOH?g
14.14
2.1羊毛脂与单乙醇胺的酰胺化反应原理
羊毛脂是多种羟基脂肪酸、脂肪酸和大约等量
的脂肪醇、胆鯔醇所形成的(约占94%~96%)的
13.02
混合物。由于分子中长链脂肪酸和长链脂肪醇的链
长较长,对酰胺化反应产生了很强的空间位阻效应,
11.24
阻碍了胺基对带正电性的碳原子的进攻,这使得反
应要在较高的温度下才能进行。羊毛脂与单乙醇胺
6.58
的酰化反应,也可以看作是脂肪酸酯的胺解反应,属
12.52312.80010.407
于亲核取代反应。通常在碱性催化剂的作用下反
k,12.49011.72711.037
应更容易进行,常用的碱性催化剂有氢氧化钠、氢氧
8.3238.81011.893
极差R4.2003.9901.486
化钾利和甲醇钠等,木实验选用甲醇钠作为催化剂
主次顺序
A >B>
2.2较佳酰胺化反应条件的确定
优水平
2.2.1酰胺化反应正交实验设计
优组合
A B; C
2.2.3酰胺化反应的延伸性实验
影响酰胺化反应的因素主要有反应时间、反应温
度、催化剂用量和物料配比等。在确定羊毛脂与单乙
从表2可知,随反应温度的升高和反应时间的
的质量比为100:4的条件下,选择时间温度和民,胺值降低。为了进一步确定较佳的反应温度
化剂用量(基于羊毛脂的质量分数)3个影响因素,并和反应时间,对反应温度和反应时间做延伸性实验,
结果如表3所示。
选择3个水平进行正交实验,因素水平表见表1
表3反应温度和反应时间对产物胺值的影响
表1正交设计因素及水平
Table 3 Effeei of reaction time and temperalure on Amine values
Table 1 Factors and I evels of orthogonal experiment
时间/h
温度/C
No.时问h温度/℃C:w( NAOCI2)/%胺值( mg KOH?g)
(Na( H3)/9
level
0
3.42
105
0.2
135
0.4
2.2.2酰胺化反应正交实验结果及分析
从表3可知,随反应时间的延长和反应温度的
羊毛脂与单乙醇胶反应,随反応的进行、单乙醇升高,产物的胶值略有下降,对反应的影啊响已较小。
胺被消耗,因此可以通过测定反应物的胺值来反映但反应温度的延长和反应时间的増加会加深产物的
酰胺化反应的进行程度。本