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硼酸酯表面活性剂因其具有抑菌、防腐、亲水、抗静电等多项优异性能,且合成方法简单,在日用化工、纺织化工等领域具有广泛的应用前景。
本文在Na型阳离子交换树脂催化的条件下,采用直接酯化法,应用硼酸和甘油合成硼酸双甘油酯,考察了反应温度等合成工艺条件对硼酸转化率的影响,得到了硼酸双甘油酯合成的最优化条件。随后为了提高硼酸双甘油酯的稳定性,分别用三乙醇胺(TEOA)和环氧乙烷(EO)与硼酸双甘油酯进一步反应得到含硼原子稳定结构的三乙醇胺基硼酸双甘油酯和含硼氧配位键的乙氧基硼酸双甘油酯。分别考察了两个合成反应中各个因素对产物性能指标的影响,得到了它们的最优化合成条件。并且用傅立叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)和质谱(MS)对以上合成反应得到的产物进行了表征。结果表明,所得合成产物即为目标产物三乙醇胺基硼酸双甘油酯和乙氧基硼酸双甘油酯。
本文还针对三乙醇胺基硼酸双甘油酯和乙氧基硼酸双甘油酯的稳定性、抗菌性、抗静电性、亲水亲油性、乳化性、起泡性和热稳定性进行了系统地研究。实验结果表明,三乙醇胺基硼酸双甘油酯具有良好的抗菌性和抗静电性,其对大肠杆菌的最佳抗菌浓度为5.0%,对涤纶短纤维的最佳抗静电浓度为0.5%,是一种在常温使用的稳定型阴离子表面活性剂。乙氧基硼酸双甘油酯具有良好的乳化性,是一种可高温使用的稳定型非离子表面活性剂。
三乙醇胺基硼酸双甘油酯和乙氧基硼酸双甘油酯具有稳定性好、成本低、复配性好的优点,有望作为抗菌剂、抗静电剂和乳化剂应用于纺织助剂领域,具有良好的工业开发前景。