FMEE与FMES的合成及其在退浆中的应用_喜赫.pdf

FMEE与FMES的合成及其在退浆中的应用印染 （2022 No.7）FMEE与FMES的合成及其在退浆中的应用王琛()上海喜赫精细化工有限公司，上海 201620摘要： 以十六碳脂肪酸为原料， 三氧化二铝和氧化钡为二元催化剂， 先与环氧乙烷发生聚合反应， 再用环氧丙烷封端， 最后通过甲基化反应引入末端甲基， 得到PO封端的脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE。将FMEE进一步与氯磺酸反应得到磺化盐FMES， 测试产物FMEE和FMES的泡沫、 HLB值、 乳化力、 分散力等性能。将非离子PO嵌段FMEE与阴离子磺酸盐FMES作为主要退浆剂， 复配渗透剂伯烷基磺酸钠PAS-80、 无磷螯合剂乙二胺二邻苯基乙酸钠EDDHA-Na等， 用于染厂实际的坯布前处理生产， 织物退浆率高， 并能有效地防止浆料对织物的反沾。关键词： 退浆剂； 低泡沫； PO封端； FMEE； FMES中图分类号： TS192.21文献标志码： B文章编号： 1000-4017 （2022） 07-0041-04Synthesis of FMEE and FMES and the application in desizingWANG Chen()Shanghai Xihe Fine Chemical Co., Ltd., Shanghai 201620, ChinaAbstract: With aluminum oxide and barium oxide as binary catalysts, hexadecyl fatty acid is polymerized withethylene oxide, and then terminated with propylene oxide. Finally, terminal methyl is introduced through methylation reaction to obtain PO terminated fatty acid methyl ester ethoxylate FMEE. FMEE is further reacted withchlorosulfonic acid to obtain sulfonated salt FMES. The foam, HLB value, emulsifying power, dispersing powerand other properties of FMEE and FMES are tested. Nonionic PO block FMEE and anionic sulfonate FMES areused as the main desizing agents, combined with penetrant sodium primary alkyl sulfonate PAS-80 and phosphorus free chelator ethylenediamine di-o-phenylacetate sodium EDDHA-Na. They are used in the grey fabricpretreatment production in the dyehouse. The desizing rate of the fabric is high, and the anti staining of thesize to the fabric can be effectively prevented.Key words: desizing agent; low foam; PO end-capped; FMEE; FMES收稿日期： 2022-05-02； 修回日期： 2022-07-20作者简介： 王琛 （1986） ， 硕士， 毕业于东华大学染整专业， 主要从事纺织化学品的研发与应用。E-mail： 。0 前言目前， 棉织物的退浆主要有淀粉酶退浆、 氧化剂退浆和表面活性剂洗涤退浆等。其中， 淀粉酶只能应用于淀粉浆料退浆， 多用于冷堆工艺或色织面料的低温退浆， 有很大的局限性。氧化退浆剂适用性较广， 但退浆的同时也会氧化脆损纤维， 并对设备产生严重腐蚀性， 氧化退浆剂多为亚溴酸钠和碘酸钾等强氧化粉末的复配物， 属于危险品， 有一定安全隐患。表面活性剂退浆法是利用表面活性剂的洗涤性能， 在热碱和双氧水的帮助下， 将纤维表面各种浆料洗去， 表面活性剂退浆法适用于所有类型的浆料和工艺流程， 化料方便、 安全可靠， 退浆的同时还能清洗纤维附带的棉蜡、 果胶质等其他杂质， 兼有退浆与精练的作用。表面活性剂退浆法存在的最大问题是洗下的浆料仅被溶胀， 没有降解， 温度降低后极易相互聚集反沾织物、 工作槽和轧辊。试验以十六碳脂肪酸为原料， 合成低泡沫、 分散力强的PO嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE及其磺酸盐FMES， 并分别应用于淀粉浆料、 PVA浆料、 PA浆料的清洗； 通过复配螯合剂乙二胺二邻苯基乙酸钠 EDDHA-Na、 渗透剂伯烷基磺酸钠PAS-80以及其他助洗剂， 制得不同类型的退浆剂， 并应用于工厂实际退浆工艺。PO嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE及其磺酸盐FMES具有优异的分散性能和净洗力， 能有效地阻止浆料的聚集与反沾， 退浆后的面料光泽感强， 特别是针对PVA浆料有很好的退浆效果。41印染 （2022 No.7）1试验部分1.1材料、 试剂与仪器试剂与材料标准圆帆布片， 十六碳脂肪酸 （工业级， 连云港科菲化工有限公司） ， 环氧乙烷、 环氧丙烷（工业级， 嘉兴三江化工有限公司） ， 无磷乙二胺二邻苯基乙酸钠EDDHA-Na、 伯烷基磺酸钠PAS-80 （工业级，上海喜赫精细化工有限公司） ， 碳酸二甲酯、 氯磺酸 （分析级， 上海三爱思化学试剂有限公司） ， 纺织浆料1799PVA、 淀粉浆、 PA浆 （工业级， 上海岚凯实业有限公司）仪器实验室轧车 （金坛市实验设备制造有限公司） ， DFA100型动态泡沫分析仪 （德国KRUSS公司） ，YG091型表面张力仪 （莱州市电子仪器有限公司） ， OCMA-310实验室小型烘箱 （泰安奥恺威实验仪器仪表有限公司） ， AB104型电子天平 （上海凯德国际贸易有限公司） ， WSB-V型倾点测试仪 （兰州三拓智能电子设备有限公司）1.2测试方法1.2.1泡沫性能参照GB/T 174621994 表面活性剂发泡力的测定 改进Ross-Miles法 方法， 使用罗氏泡沫仪测试质量浓度为2.5 g/L的待测溶液， 测定温度为 （402）， 以液流停止后30 s和3 min所形成的泡沫体积表示发泡性能。1.2.2凝固点参照GB/T 35352008 石油产品倾点测定法 方法， 将待测样品原液置入试管中， 在设定系列温度条件下放置60 min， 将试管倾斜90放平， 5 s无明显流动即为凝固状态， 记录出现凝固状态的温度。1.2.3润湿性与渗透性参照 HG/T 25751994 表面活性剂润湿力的测定 浸没法 ， 无外力存在下将标准帆布片轻放于2 g/L待测溶液表面， 记录帆布片从放入到表面完全润湿所需的时间和开始下沉的时间。1.2.4分散力采用分散指数法测定钙皂分散力。取50 mL 0.5%的油酸钠和300 mL硬水于具塞量筒中， 加入待测溶液，至量筒内液体无沉淀、 无絮凝物质量记为m分散剂。按照式 （1） 计算分散指数LSDP， 分散指数越小， 分散力越好。LSDP=m分散剂0.25100%（1）1.2.5退浆率用乙醇浸泡针织涤纶布60 min， 洗净织物上的油剂， 取出烘干后准确称量 （记为m0） 。涤纶布浸轧浆料，带液率80%， 两浸两轧， 于130 烘箱中干燥60 min； 取出涤纶布， 称量 （ 记为m2） 。将上浆的涤纶布放入染色机，浴比1 5， 退浆剂质量分数1% （omf） ， 95 保温10 min，水洗3道， 烘干， 称量 （记为m1） 。按照式 （2） 计算退浆率。退浆率= （m1-m0） / （m2-m0） 100%（2）1.3带PO支链FMEE的合成路线3脂肪酸甲酯没有活泼的羟基， 分子链的末端甲基使得碳链的空间阻位增大， 导致脂肪酸甲酯的聚合反应活性很低， 即使与活泼的环氧乙烷在高温、 强碱反应条件下， 其加成反应转化率也很低。为了在脂肪酸甲酯分子式中同时引入环氧乙烷与环氧丙烷基团， 用自制催化力更强的碱土类氧化物代替氢氧化钾作为催化剂， 以十六碳脂肪酸为原料， 先在脂肪酸分子式中分两步引入环氧乙烷和环氧丙烷基团， 再通过甲基化反应引入甲酯基团， 采用三步合成工艺制备PO嵌段的脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE， 反应机理如下：乙氧基化反应：RCOOH+mC2H4ORCO- （C2H4O）mOH丙氧基化反应：RCO- （ C2H4O ）mOH+nC3H6ORCO- （ C2H4O ）m- （ C3H6O ）nOH甲基化反应：RCO- （C2H4O）m- （C3H6O）nOH+CH3OCOCH3RCO-（C2H4O）m- （C3H6O）nOCH3+CH3OH+CO21.4FMES合成路线4将1.3节得到的PO嵌段FMEE与氯磺酸发生磺化反应。磺化反应：R-CH2-CO- （C2H4O）m- （C3H6O）nOCH3+ClSO-3R-CHSO3H-CO- （C2H4O）m- （C3H6O）nOCH3+Cl-中和反应：R-CHSO3H-CO- （C2H4O ）m- （C3H6O ）nOCH3+NaOHR-CH SO3Na-CO- （C2H4O）m- （C3H6O）nOCH3+H2O1.5FMEE与FMES的制备工艺5将1 517 g脂肪酸和14.5 g催化剂 （Al2O3与BaO混合物） ， 加入高温高压不锈钢反应釜中， 氮气吹扫反应釜与进料管道1 min， 开启低速搅拌， 将原料搅拌均匀；以3 /min升温至110 ， 抽真空5 min排空水分， 吸入一定量的环氧乙烷后放热严重， 需冷却水循环降温， 温42FMEE与FMES的合成及其在退浆中的应用印染 （2022 No.7）度控制120 ， 反应时间200 min； 抽真空吸入一定量的环氧丙烷， 控制升温速率以 3 /min 继续升温至140 ， 反应120 min； 反应完毕后开启循环水， 冷却降温至95 ， 依次加入385 g碳酸二甲酯和21.5 g催化剂碳酸钾， 反应40 min； 冷却， 用单乙醇胺控制pH为7， 得到淡黄色的液体， 放料。将3 800 g脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE、 60 g氨基磺酸和300 g二丙二醇二甲醚置于反应釜中， 升温至90 ， 开启搅拌， 缓慢滴加一定量的氯磺酸。滴毕后缓慢升温至120 ， 继续搅拌2 h， 冷却后滴加氢氧化钾，中和pH约为7， 得到黄色的液体， 放料。2结果与讨论2.1表面活性剂FMEE与FMES的性能参照1.2节测试方法， 测试产物PO嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE及其磺化盐FMES的HLB值、 凝固点、 泡沫性能、 表面张力等理化性能， 结果如表1所示。表1表面活性剂FMEE与FMES的性能指标Table 1Performance index of surfactant FMEE and FMES表面活性剂HLB值凝固点/30 s泡高/mL3 min泡高/mL表面张力/ （mNm-1）润湿性/s渗透力/s乳化力/mL分散力/%浊点/凝胶现象FMEE13.3-55027813128095有FMES15.0-1010292245653无无表1表明， FMEE引入环氧丙烷基团后， 具有较低的泡沫性， 避免生产环节化料槽或轧液槽出现泡沫外溢现象6。PO嵌段FMEE的表面张力低， 渗透性优异，有利于工作液沿浆料层的缝隙渗透到纤维表面， 降低浆料与纤维的结合力， 加速浆料的脱落。PO 嵌段FMEE磺化后得到阴离子型表面活性剂FMES， 渗透力有所降低， 但分散性大幅度提升。FMES优异的分散性有助于脱落的浆料稳定地悬浮在工作液中， 不会反沾