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含硼表面活性剂无毒、无腐蚀、具有杀菌性、抗静电性、阻燃性;含磷表面活性剂热稳定性好、易配伍,表面活性及抗静电、阻燃性能优越。虽然磷酸酯和硼酸酯各自拥有许多独立的特性,但是同时兼顾二者特性的物质极为少见,因此合成出一种兼顾二者特性的表面活性剂越来越受到科技人员的重视。
本文研究了一种抗静电、阻燃、抗菌的含磷硼酸酯表而活性剂的制备方法。首先以甘油和硼酸为原料首先合成出中间体硼酸双甘酯(DGB),深入探讨了合成DGB的最佳工艺,并对硼酸酯的水解稳定性做了细致的探讨。然后中间体DGB再与P2O5反应得到最终产物含磷硼酸酯表而活性剂。分别对含磷硼酸酯表而活性剂的抗静电性能、阻燃性能和抗菌性能进行了测试,确定了此表面活性剂合成的最佳工艺流程。并用红外、核磁、扫描电镜、透射电镜等现代大型分析仪器对产品的结构和性能等进行了评价。
结果表明:合成DGB的最佳工艺为:在真空度为0.08MPa下,对原料(甘油硼酸摩尔比为4:1)采用逐步升温法反应3.5h,在此条件下硼酸的转化率达到96%以上;P2O5与DGB质量比为35%,在70℃下反应5h所得产品的抗静电性最好;P2O5与DGB质量比为30%,在75℃下反应5h所得产品的阻燃性最好,用浓度为25%的产品处理织物,织物的LOI值达到29.5;P2O5与DGB质量比为30%,在80℃反应5h所得产品的抗菌性最好,用浓度为1%的产品处理织物,织物的抗菌率达到87.3%。
通过对含磷硼酸酯作起泡性和热稳定性测试,发现此表面活性剂为一种优良的低泡表面活性剂,而且热稳定性较好。通过FESEM和TEM图片对比,可知含磷硼酸酯在乙醇中分散均匀,且颗粒较小,颗粒大小较均匀;存水中分散较均匀,但颗粒较大而且颗粒大小相差较大,因此乙醇比水更适合做为此表面活性剂的溶剂。