摘要

以烷基二苯醚/烷基苯混合物为有机物料，采用气体三氧化硫膜式磺化工艺，制备了烷基二苯醚/烷基苯混合磺酸盐（以DL-n命名，n=3，5，7），并进行了组成分析和结构表征。测定了DL-n的静态表面张力、耐盐性、耐酸性、金属腐蚀性、净洗力，并与十二烷基苯磺酸钠（LAS）、十二烷基二苯醚双磺酸钠（MADS）进行对比。结果表明：LAS的临界胶束浓度（cmc）与cmc时的表面张力都低于DL-n系列与MADS；耐盐性、耐酸性随着混合磺酸盐中MADS含量的增多而增强；随着混合磺酸盐中MADS含量的增加，DL-n溶液对LY12-BC2硬铝、Z30一级铸铁、铜片金属腐蚀性无显著影响，DL-n对45号钢、镁片的腐蚀性低于LAS；随着混合磺酸盐中MADS含量的增加，DL-n对人工油污的净洗力无显著变化，对抗氧防锈液压油与拉伸油的净洗力逐渐降低。

工业直链烷基苯磺酸盐（LAS）是以十二烷基苯为有机原料，经过SO3膜式磺化、中和得到的一类阴离子表面活性剂，具有良好的润湿、泡沫、去污等性能，在民用洗涤及工业应用都具有广泛的应用[1-3]。但是该类表面活性剂存在耐碱性差、抗硬水能力差等缺点，在一些应用领域使用受到限制。十二烷基二苯醚双磺酸盐（MADS）是分子中含有双亲水基官能团的阴离子表面活性剂，具有优异的耐强酸、耐强碱、抗硬水能力，在20%的H2SO4、NaOH、NaCl、CaCl2溶液中具有良好的溶解性和稳定性[4-6]。MADS的制备不同于LAS，其中间体烷基二苯醚双磺酸黏度极大，无法用传统的SO3膜式磺化工艺，其通常以氯代烷为溶剂，液体SO3釜式磺化。该工艺中液体SO3来源受限，且产品中不可避免的残留有有机氯，在部分场合应用受到限制。经查阅文献在一些场合中，LAS和MADS复配使用，且两者的磺化均属于苯环上的磺化，因此本研究将原料烷基苯和烷基二苯醚混合，然后采用SO3膜式磺化制备烷基二苯醚/烷基苯混合磺酸盐。对混合磺酸盐的表面张力、耐盐性、耐酸性、腐蚀性、净洗力进行研究，以期为实际应用提供基础数据。

1实验部分

1.1试剂与仪器

烷基二苯醚/烷基苯混合磺酸盐（以DL-n命名，n=3，5，7，其中n=3指原料中烷基二苯醚质量占3份，烷基苯质量占7份，其他同理），实验室自制；烷基苯磺酸钠（LAS），工业级；烷基二苯醚双磺酸钠（MADS），江苏蓝丰生物化工有限公司；硫酸，工业级。

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1.2 DL-n的制备

采用SO3膜式磺化工艺，改变烷基二苯醚与烷基苯的质量比，将二者混合进行磺化反应，然后用NaOH溶液中和，制得质量分数为25%的烷基二苯醚/烷基苯混合磺酸盐，反应方程式如下：

对DL-n进行了组成分析，测定了固含量、硫酸钠、石油醚溶解物，组成如表1所示。

表1 DL-n组成分析

其中固含量参考GB/T 19464—2014《烷基糖苷》中5.3节测定；硫酸钠含量参考GB/T 6366《表面活性剂无机硫酸盐含量的测定滴定法》测定；石油醚溶解物参考GB/T 11989《阴离子表面活性剂石油醚溶解物含量的测定》测定。

1.3表征

1.3.1质谱分析

通过电喷雾质谱（ESI-MS）对样品DL-n系列进行表征。质谱为电喷雾离子源，质荷比为50~1 000，单四级杆质量分析器。以8.0 L/min的干燥气流速、241.2 kPa的雾化室压力、350℃的干燥气温度、3 000 V的毛细管电压、50 V的源内CID电压运行。

1.3.2红外光谱分析

使用VERTEX 70FT型红外光谱仪对DL-n系列进行表征，烷基二苯醚/烷基苯混合磺酸盐在真空干燥箱中完全干燥后，与KBr混合并制成压片，在分辨率为4 cm-1的条件下连续扫描16次。

1.4性能测试

1.4.1静态表面张力的测定

用去离子水配制待测表面活性剂溶液，在25℃下使用Delta-8型自动91视频免费福利连续法测量其表面张力。实验开始前，使用表面张力为（72.0±0.2）mN/m的蒸馏水对仪器进行校准。

1.4.2耐盐性

配制10 g/L的待测表面活性剂溶液，向玻璃样口瓶中加入1 mL表面活性剂溶液，再分别加入不同质量浓度的NaCl溶液，最后用蒸馏水补至10 mL。摇匀静置一夜，在25℃下用Cary5000分光光度计对溶液进行透光率的测量。