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单十二烷基磷酸酯钾(MAPK)是一种绿色温和型表面活性剂,具有丰富的泡沫性、良好的洗净力、低脱脂力和低刺激性,因而广泛应用于个人清洁护理用品中。然而它们的钠盐形式水溶性差,且几乎不耐硬水,因而应用范围受限。经聚氧乙烯化改性的单十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯钠(MAEPNa)的水溶性和抗硬水性均较好,可是引入聚氧乙烯醚(PEO)砌块会产生致癌性二噁烷,因此急需解决MAPK的绿色替代问题。在表面活性剂分子中引入聚氧丙烯(PPO)砌块不产生致癌性二噁烷,因此烷基聚氧丙烯醚磷酸酯钠的环境友好性可能优于MAEPNa;Cc PpP中PPO砌块提供动态双亲性以及CcPpP在界面上可能形成的橄榄球状结构将赋予其乳化、润湿和去污等优异性能;此外,CcPpP在低刺激性等独特的性能上能否保持甚至优于MAPK尚需进一步研究。为解决上述问题,本文拟开展以天然脂肪醇为原料,经丙氧基化反应合成系列烷基聚氧丙烯醚(CcPp,c=12、14、16和18,p=3、6和9),再与焦磷酸反应合成系列单烷基聚氧丙烯醚磷酸酯钠(MCcPp P),用FT-IR、ESI-MS、1H-NMR和31P-NMR表征其结构。测定其克拉夫特点、表面张力、泡沫性、乳化力、润湿力、耐电解质性、钙皂分散力、去污力、刺激性以及初级生物降解性等一系列物化性质和应用性能,并与传统表面活性剂(c-表面活性剂)MAPK、十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基聚氧乙烯醚-3-硫酸钠(SLE3S)进行对比,以此深入研究延展型磷酸酯表面活性剂的构效关系。在此基础上探索五氧化二磷为磷酸化试剂合成烷基聚氧丙烯醚磷酸酯(CcPpP),为性能优异的CcPpP产业化奠定基础。结果表明:(1)以KOH为催化剂,通过脂肪醇和环氧丙烷的丙氧基化反应制备了系列CcPp,再与焦磷酸进行磷酸酯化反应,经中和后合成了系列MCcPp P。由MCc PpP的1H-NMR中活泼氢积分值推算出实际PO加成数(p)与CcPp的羟值计算出的平均相对分子量的结果吻合;由溴甲酚绿-酚酞双指示剂法测得Cc PpP为单烷基磷酸酯,且与31P-NMR中仅有单磷酸酯的化学位移结果吻合,表明CcPp与焦磷酸反应的产物为MCcPp P。MCc PpP的结构经FT-IR和ESI-MS等进一步证实。(2)系列MCcPpP的Krafft点均小于0℃,表明其具有较好的低温水溶性;MCcPpP耐电解质性显著优于MAPK,且随烷基碳链数(c)以及p的减少而增强,其中MC12PpP良好的耐硬水能力使其可能单独用于日用化学品配方,杰出的耐盐性显示其特殊的应用潜能。系列MCcPp P的表面张力(γcmc)均小于MAPK,且随着c的增加而降低;MCc PpP的cmc均低于三种c-表面活性剂MAPK、SDS和SLE3S,且低1~3个数量级,表明MCc PpP更易于胶束化;MCcPp P的pC20和cmc/C20均高于三种c表面活性剂MAPK、SDS和SLE3S,表明相比于在溶液中胶束化,MCcPpP更倾向于吸附在气液界面上;MCc PpP的形状因子(S)值均大于5,表明其也具有延展型表面活性剂独特的橄榄球状结构。MCcPpP的泡沫性、乳化力和润湿力等综合性能也显著优于MAPK,特别是MC12P3P具有中等泡沫性、低刺激性以及优异的乳化力等综合优异性能,因此MCcPpP可替代MAPK成为一种可用于个人清洁和护理领域的新型绿色温和表面活性剂。此外,MCcPpP对硅油、霍霍巴油和辛癸酸三甘油酯等化妆品常用油相组分的乳化性好,表明其具有用作新型绿色温和化妆品乳化剂的潜力。(3)设计了两步加水合成高MCcPpP含量的CcPpP的方法。结果表明两步加水法合成高MCcPpP含量的CcPpP的优化条件为,n(C12P3):n(P2O5):n(H2O)为2:1:0.75,反应温度为80℃,反应时间为8 h,水解加水量为4 wt.%,水解温度90℃,水解时间12 h。在优化反应条件下的结果为产物中MC12P3P的质量百分含量为77.4 wt.%,双十二烷基聚氧丙烯醚-3磷酸酯(DC12P3P)的质量百分含量为12.9 wt.%,磷酸(PA)的质量百分含量为3.5 wt.%,C12P3醇醚转化率为91.3%。