中和工艺条件对十二烷基苯磺酸钠黏度的影响

第 46 卷    第 1 期
2017 年 1 月
Vol.46    No.1Jan.2017
化工技术与开发
Technology  & Development of Chemical Industry
中和工艺条件对十二烷基苯磺酸钠黏度影响
草耙子刘俊红,黄 勇
(四川化工职业技术学院,四川  泸州  646005)
摘 要:本文研究了氢氧化钠(NaOH)与十二烷基苯磺酸的中和反应工艺条件对产物黏度的影响。采用单因素实验法,研究了反应温度、NaOH浓度、反应时间对中和产物十二烷基苯磺酸钠(SDBS)黏度的影响。结果表明,氢氧化钠与水的配比在3.0%左右、反应温度35℃、反应时间1h时产物黏度最佳。
关键词:十二烷基苯磺酸;氢氧化钠;中和;黏度;
挂壁式太阳能热水器中图分类号:TQ 423.11+5                        文献标识码:A                              文章编号:1671-9905(2017)01-0023-02
收稿日期:2016-11-18
十二烷基苯磺酸钠(SDBS)是一种阴离子表面活性剂,具有去污力强、润湿、分散性好、成本低等优点,用途广泛,常用于合成洗涤剂、染剂、脱墨剂、污泥脱除等
[1-4]
。SDBS 是我国主要的洗涤用品活性
剂,约占全国洗涤用品使用总量的70%[5]
SDBS 作为一种阴离子表面活性剂,常与非离子表面活性剂复配[6]
,主要用于粉状洗涤产品以及液体洗涤产品的生产。其生产主要包括两阶段:十二烷基苯磺酸引入亲水性磺酸基,再与氢氧化钠中和生成十二烷基苯磺酸钠。十二烷基苯磺酸与氢氧化钠的中和反应与一般酸碱反应不同,是一个复杂的胶体化学反应。由于十二烷基苯磺酸黏度很大,需在搅拌作用下将磺酸粉碎成微粒,反应在粒子的界面上进行,生成十二烷基苯磺酸钠(SDBS)。产物(SDBS)的黏度可以反映活性物含量高低以及工艺水的用量,并影响后续洗涤用品配制的质量、能耗等。本实验研究氢氧化钠(NaOH)与十二烷基苯磺酸中和反应的工艺条件,即NaOH 浓度、反应温度、反应时间对中和产物十二烷基苯磺酸钠(SDBS)黏度的影响。
1 实验部分
1.1 试验原材料和试剂
聚氨酯浆料十二烷基苯磺酸(工业级,96%),氢氧化钠(NaOH,化学纯),去离子水。1.2 主要仪器及设备
精密电子天平,水浴加热锅,恒温磁力搅拌器,
量筒,烧杯,玻璃棒,STM-V 斯托默黏度计,恒温干燥箱,pH 计。1.3 实验步骤
冷冲模
将十二烷基苯磺酸加入氢氧化钠水溶液,缓慢搅拌,发生中和反应。测定溶液pH 在7~8之间,继续搅拌15~20min,溶液pH 不再发生变化则反应基本完成。
2    实验结果及讨论
2.1  氢氧化钠浓度对十二烷基苯磺酸钠(SDBS )
黏度的影响
图1为35℃下不同氢氧化钠水溶液浓度对SDBS 溶液黏度的影响。从图1可以看出,低浓度时,随着碱浓度增加,黏度变化较小;随着碱浓度的增加,SDBS 的黏度显著增加。但当碱浓度超过3.5%时,黏度增加趋于平缓,且由于水用量太少,导致体
图1 氢氧化钠浓度对SDBS
溶液黏度的影响
3500300025002000150010005000
黏度/m P a ·s NaOH质量浓度/%
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系黏度过大,出现酸碱混合不均匀,中和反应困难。低浓度碱中和时中和产物SDBS 含量少,故对黏度
贡献较小;随着碱浓度增加,当达到2.2%以上时,产物黏度急剧增加。这是因为随着反应进行,SDBS 含量增加较快,亲水性增强,在水中形成的胶束个数增多,胶束体积增加,将部分水束缚起来,表现出黏度增加迅速。3837Cc
2.2 中和反应温度对SDBS 黏度的影响
在碱浓度为3.0%、时间1h 条件下考察不同温度对SDBS 黏度的影响,结果如图2所示。在30℃以下,随温度升高,黏度增加。当温度高于35℃时,黏度急剧下降。十二烷基苯磺酸通过搅拌粉碎成微粒,中和是在磺酸粒子的界面进行的。低温时,分子运动较慢,中和反应较难进行。随着温度升高,分子运动加快对中和反应有利,表现为黏度增大;而温度太高则会导致分子间运动加快,对胶束形成不利,对水的凝结作用降低,表现为黏度反而下降,且副反应增多,导致产物SDBS
颜加深。
黏度/m P a ·s 反应温度/℃
图2 反应温度对SDBS 溶液黏度的影响
2.3 中和反应时间对SDBS 黏度的影响
在加碱量3.0%、温度35℃条件下考察不同中和反应时间对SDBS 的黏度影响,结果如图3所示。由图3可以看出,随着反应时间的延长,黏度呈先增加后降低的规律。反应时间到1h 时,中和反应基本
完成,表现出黏度趋于最大;而随着时间延长,则会导致形成的胶束破坏,产物黏度下降。
3    结论
使用强碱氢氧化钠中和十二烷基苯磺酸,采用单因素实验法研究了反应温度、NaOH 浓度、反应时间对中和产物十二烷基苯磺酸钠(SDBS)黏度的影响,结果表明氢氧化钠与水的配比在3.0%左右、反应温度35℃、反应时间1h 时黏度最佳。参考文献:
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45004000
350030002500200015001000500
反应时间/min
黏度/m P a ·s
图3 反应时间对SDBS 溶液的黏度影响
Effect of Reaction Conditions on Viscosity of Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate
LIU Junhong, HUANG Yong
(Sichuan V ocational College of Chemical Technology, Luzhou 646005, China )
Abstract :The influence of techniques conditions on viscosity of sodium dodecyl benzene sulfonate (treated in the presence of sodium hydroxide) were studied.The results showed that in the presence of 3.0% sodium hydroxide at 35℃ for 1h, the viscosity of sodium dodecyl benzene sulfonate was optimum.
Key words: dodecyl benzene sulfonate; sodium hydroxide; neutralization ; viscosity

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