成果名称: 有机硅季铵盐表面活性剂分子设计及其绿色合成关键技术研究
完成单位: 广州大学、 广州天赐有机硅科技有限公司
主要人员: 郑成、林祥坚、黄武欢、毛桃嫣、林璟、周勇强、张利萍、张宇、杨思广、王凌伟
介绍:

   (1)课题来源:本研究在广东省科技计划项目(2012B091100492)的支持下开展工作并进一步深化研究。

   (2)应用领域和技术原理:本项目以硬脂酸和N-甲基二乙醇胺(MDEA)为原料,进行酯化反应得到中间体硬脂酸甲基二乙醇胺酯,再与γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷季铵化反应制备二烷基酯基甲基二甲氧基硅烷季铵盐。通过红外光谱、1HNMR、ESI-MS分析中间体和产物的结构,测定了目标产物水溶液在298K下的表面活性以及应用性能。对合成产品有机硅季铵盐的性能进行了分析,对产品的抗菌性能进行了研究,并且在合作单位广州天赐有机硅科技有限公司进行了年产100吨规模的中试生产和应用推广,经用户使用,反映良好,产生了一定的社会经济效益。

   (3)性能指标:
    ①产品稳定性:产品外观为乳白色液体,采用离心、加热、酸化、碱化、电解质处理等方式测定产品稳定性,均无分层漂油现象;
    ②柔软度指标:经过测试,产品柔软性能指标为4.94×10-4,优于同类市售EQ产品与1831产品;

    ③产品表面张力指标:采用表面张力仪对产品的表面张力进行测试,产品表面张力小于20.0mN/m;

    ④耐洗性:当抗菌整理布经过自来水洗涤10次后,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率仍80%以上。随着洗涤次数的增加,整理布的抗菌效果逐渐减弱。但经过20次洗涤后,减弱幅度已比较平缓。当洗涤50次后,抗菌整理布对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌仍有50%以上的抑菌率;

    ⑤抗菌性能:当用50g/L抗菌整理液整理棉布时,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到90%以上。

  (4)与国内外同类技术比较:本研究所研发的有机硅季铵盐表面活性剂与国内外同类产品比较,性能相当,经用户使用,反映良好,产生了一定的社会经济效益。

  (5)成果的创造性、先进性:①以石油化工产业链中的重要中间体甲基二乙醇胺以及可再生的硬脂酸为原料,通过分子设计合成了新型阳离子表面活性剂。这不仅对石油中间体的深度开发具有重要意义,而且对开发新型功能表面活性剂具有原始创新和经济意义;②利用微波辐照代替传统加热合成方式合成有机硅季铵盐,缩短合成时间,提高了合成的效率,为微波化学反应的基础研究提供了实验基础;③合成了一类全新的安全高效的酯基有机硅季铵盐,综合了酯基季铵盐的环保绿色特点,又赋予了产品柔软抗菌多功能,有望在织物柔软剂方面大放异彩。

  (6)作用意义:表面活性剂作为织物整理剂活性物发展到今天,已有半个多世纪的历史,是提高纺织品加工深度及附加值的有效途径。有机硅季铵盐作为一类综合性能理想的织物整理剂,它在赋予织物优良抗菌性能的同时,还能使织物具备其他优越的性能,如良好的吸水吸汗性、柔软平滑性、防静电抗污染性,广泛应用于纺织及日用化工等行业。本章对合成的新型阳离子酯基有机硅季铵盐表面活性剂的表面化学性能及应用性能进行了测试研究,其中包括柔软性能、泡沫性能、再润湿力、白度、抗静电性及其不同pH下稳定性等应用性能,为其在不同领域的应用提供了基础数据。

  (7)技术应用情况:本技术已在推广应用,并经用户使用,反映效果良好,形成了年产100吨规模的中试生产,取得了较好的社会效益和经济效益。技术成熟度高,适用范围广,安全环保。

批准登记号: 粤科成登(2)字【2018】0429
登记日期: 2018-10-31
研究起止时间: 2012.06 至2015.12
所属行业: 制造业
所属高新技术类别:
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2015.12.08