滲透劑在紡織工業中是一種能使液體迅速均勻滲透到纖維內部的表面活性劑，應用于染整加工工序中，用途十分廣泛。棉紡織品的前處理多數是濕加工，要使處理液能均勻、快速地分布或作用于織物內部，滲透劑是必不可少的助劑。前處理的工作液大多是在強堿浴中進行的，這就要求所用的滲透劑在強堿浴中仍能保持良好的潤濕滲透性，要達到能耐強堿200g/L仍保持高效滲透的性能，普通的滲透劑JFC已不能滿足要求，必須尋求另外的耐強堿滲透劑。磷酸酯具有較好的滲透性和耐堿性^[1-4]，文獻^[3-4]報道了辛醇磷酸酯的合成，但異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽的合成及應用方面的文獻報道較少。作者以異辛醇聚氧乙烯醚和P₂O₅為原料，通過考察反應溫度、投料比、時間、P₂O₅投料方式等影響因素得到合成異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的優化工藝條件。測試了異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯產品的單、雙酯比例，結果表明：當合成的磷酸酯產品中的單酯含量較高時，產品的耐堿滲透性最好。

1. 實驗部分

1.1 儀器與原料

ZD-2型電位滴定計； JTY-10電子天平；Datacolor測色儀；JB90-S數字顯示轉速電動攪拌機；WMZK-01溫度指示控制儀；秒表；標準帆布。

C₈H₁₇(EO)₄OH； NaOH；P₂O₅；以上原料均為工業品。

1.2 合成原理

1.2.1 合成原理

P₂O₅與含羥基的物料發生磷酸酯化反應，形成磷酸單酯（MAP）、磷酸雙酯（DAP）、少量磷酸三酯和游離磷酸（AP）的混合物，以ROH代表羥基物料，反應式如下：

聚酯在一定條件下可以水解為相應的單酯，單酯鹽含有兩個親水基（活性基團），雙酯鹽含有一個親水基團，故單酯鹽比雙酯鹽的滲透性更有效，實際上使用的都是混合酯類。P₂O₅是最常用的一種磷酸化試劑，它與C₈H₁₇(EO)₄OH進行酯化反應可生成單酯、雙酯和三酯的混合物。投料比n(C₈H₁₇(EO)₄OH):n(P₂O₅)在2:1與4:1之間，當配比在2:1時單酯多，配比在4:1時雙酯多。為了使合成的產品中有更多的單酯，本研究采用投料比n(C₈H₁₇(EO)₄OH):n(P₂O₅)=2:1。

1.2.2 異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的合成工藝

向裝有溫度計及溫控裝置、攪拌器的三口燒瓶內投入稱量好的異辛醇聚氧乙烯醚，在高速攪拌的情況下分批緩慢的加入P₂O₅，加料時間為2h，加完P₂O₅后，再緩慢升溫到70℃，保溫并連續反應4h后，加入定量的水再水解2h，完成磷酸酯的合成，取樣，測酸值。降溫到50℃以下，根據測得的酸值結果，在50-70℃用燒堿溶液中和磷酸酯到PH=6～9，有效物含量的質量分數為60%，保溫反應一段時間即得到產品。

1.3 性能測試

1.3.1 磷酸酯單雙酯含量的測定^[5]

采用電位滴定法，主要是利用磷酸的三步離解常數不同，其中和滴定曲線中有明顯的三次突躍。

安裝好電極，調節零點。用磷酸二氫鉀緩沖溶液校正儀器，洗凈電極。稱取0.2g酸性磷酸酯樣品于100mL燒杯中，以30mL甲醇水溶液（質量分數為50%）溶解試樣，加入甲基紅指示劑3～5滴，放入電極及磁力攪拌棒，開動磁力攪拌器，用0.1mol/LKOH標準溶液滴定測量，并記錄KOH標準溶液消耗數及相應的PH。在PH為5.5～6.5時有第一次突躍，此時樣品溶液顏色由紅色變為黃色，KOH標準溶液的讀數記為V₁，然后加2滴酚酞指示劑，繼續滴定，在PH為9～9.5時有第二次突躍，樣品溶液顏色由黃色變為橙色，KOH標準溶液的讀數記為V₂，然后再加入10mL10%CaCl₂溶液，使磷酸酯鉀鹽變為鈣鹽，溶液的PH由 9～9.5滴定到PH變為7，KOH標準溶液的讀數記為V₃,滴定完畢。計算公式如下：

MAP(單酯)=（2V₂–V₁–V₃）/V₁×100%

DAP(雙酯)=(2V₁–V₂)/V₁×100%

AP(磷酸)=(V₃–V₂)V₁×100%

1.3.2 耐堿性和滲透性的測試方法^[1]

配制一定濃度的堿溶液，采用32^s×32^s標準棉帆布沉降法計沉降時間的方法來測試耐堿滲透性能。滲透時間越短，表明耐堿滲透性越好，反之，耐堿滲透性能越差。

1.3.3 毛效的測試方法 ^[6]

按ZBW04019-90來測定織物毛效(cm/30min)，毛效越高，表明織物吸濕性越好，反之，織物吸濕性不好。

1.3.4 白度的測試方法

用Datacolor測色儀測試前處理后的織物CIE白度。白度值越大，表明白度越好，反之，白度越差。

2 結果與討論

2.1 脂肪醇的選擇

脂肪醇的選擇對合成的磷酸酯的耐堿滲透性有很大的影響，疏水基的分子量過大或過小，其滲透性都不好，且正構不如異構好，根據這一思路選擇了幾種不同結構的脂肪醇進行實驗，結果見表1。

表1 不同脂肪醇的滲透時間

表1結果表明，異辛醇的滲透力最好。

2.2 環氧乙烷加成量的選擇

一般來講，增加親水部分的環氧乙烷可提高滲透劑的耐堿性和濁點。對聚氧乙烯醚類表面活性劑，當環氧乙烷的聚合度約為其疏水基的碳數的半數時具有較好的滲透性和潤濕性，當環氧乙烷的聚合度大于其疏水基的碳數的半數時其潤濕性增加而滲透性降低，當環氧乙烷的聚合度小于其疏水基的碳數的半數時其潤濕性和滲透性均降低。由于異辛醇的碳原子數為8，因此選用環氧乙烷聚合度為4。

2.3 反應參數的確定

2.3.1 物料配比對產品性能的影響

在酯化溫度為70℃，酯化時間4h，燒堿質量濃度200g/L條件下，考察了n(C₈H₁₇ (EO)₄OH)/n(P₂O₅)（物質的量比）對合成的磷酸酯的耐堿滲透性能的影響，結果見表2。

從表2中可以看出，當n(C₈H₁₇ (EO)₄OH)/n(P₂O₅)=2時，異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯在燒堿質量濃度200g/L條件下的滲透時間最快。據此把n(C₈H₁₇ (EO)₄OH)/n(P₂O₅)的物質的量的比值定為2。

表2 不同物料配比對合成的磷酸酯耐堿滲透性能的影響

注：異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的用量為10g/L。

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