可生物降解无磷洗涤助剂P（MA-co-taurine）的合成及性能研究

【摘要】长期以来,以三聚磷酸钠(STPP)为代表的含磷洗涤助剂因助洗效果好,在合成洗涤剂工业中得到了广泛的应用,但STPP容易引起水体的富营养化,严重影响生态环境,目前多个国家已经实行限磷、禁磷。现在常用的无磷洗涤助剂替代品聚丙烯酸钠及丙烯酸类共聚物,助洗效果好,但生物降解性差,长期积累也会引起环境问题。聚环氧琥珀酸钠是一种良好的洗涤助剂,可生物降解,可以使用在洗涤助剂行业,它螯合钙镁离子的能力相对较强,但是分散性较差,研究表明在聚合物的结构中引入磺酸基可以提高聚合物的分散性能。本文研究设计了以牛磺酸和马来酸酐为原料,经过酰胺化、环氧化和阴离子开环聚合得到聚环氧N-马来酰-2-氨基乙磺酸钠,在分子结构中引入磺酸基以提高分散性能,对助洗性能进行改性。其具体工作如下：首先以牛磺酸和马来酸酐为原料,在低温条件下,以水和丙酮混合溶液为溶剂,合成中间产物N-马来酰-2-氨基乙磺酸,用熔点测试、元素分析法、GC-MS测试、FTIR,1H-NMR对N-马来酰-2-氨基乙磺酸的化学结构进行了表征。分别对合成条件、反应机理和反应的影响因素进行了分析,对反应的工艺条件进行考查,发现反应时间5h,反应温度为5℃,氢氧化钠含量(与马来酸酐的物质的量的比)为2：1,马来酸酐含量(与牛磺酸的物质的量的比)为1.05：1下,第一步反应的产物的收率达到97.4%。以钨酸钠为催化剂,双氧水为氧化剂,发生环氧化反应生成环氧N-马来酰-2-氨基乙磺酸。用熔点测试、元素分析法、GC-MS测试、FTIR、1H-NMR对环氧N-马来酰-2-氨基乙磺酸的化学结构进行了表征。对反应的工艺条件进行考查,发现：反应温度65℃,催化剂用量(与N-马来酰-2-氨基乙磺酸的物质的量的比)为0.012：1,双氧水用量(当N-马来酰-2-氨基乙磺酸的物质的量为O.1mo1)为12mL,反应过程中pH控制在4-5之间,第二步反应的产物的收率达到96.9%。环氧N-马来酰-2-氨基乙磺酸在催化剂氢氧化钙的作用下,在高温的水溶液中进行阴离子开环聚合,生成聚环氧N-马来酰-2-氨基乙磺酸钠,用红外光谱和1H-NMR表征了聚合物的结构。通过单因素实验考察了反应时间、反应温度、氢氧化钙用量对共聚物助洗性能的影响,并通过正交试验设计得出了合成共聚物的最佳工艺条件,即反应温度为95℃,反应时间为6小时,引发剂氢氧化钙用量为4%。所得聚合物的螯合力可达到326.8mgCaCO3/g,分散力可达124.9mgCaC03/g。利用XRD测试了聚环氧N-马来酰-2-氨基乙磺酸钠共聚物的结晶性能,结果显示共聚物为无定型态,这种特性的共聚物有助于生物降解。用凝胶渗透色谱(GPC)对聚环氧N-马来酰-2-氨基乙磺酸钠的质均分子量进行了测试,结果表明：在特定条件下,聚环氧N-马来酰-2-氨基乙磺酸钠质均分子量在1200-3500g/mol之间,多分散系数在1.06-1.11之间。用摇床实验法测定了共聚物的生物降解性,发现其具有良好的生物降解性。与三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚环氧琥珀酸钠等洗涤助剂进行比较,洗涤性能良好,是一种新型绿色环保无磷洗涤助剂。
【作者】潘莉辉；
【导师】郭建维；
【作者基本信息】广东工业大学，化学工艺，2014，硕士
【关键词】洗涤助剂；共聚物；马来酸酐；牛磺酸；阴离子开环；可生物降解；

【参考文献】
[1]本报记者魏静.推太阳能IOS设备苹果盯上石墨稀[N].中国证券报,2014-01-28A13.
[2]李莹.第四代港口背景下的港口企业发展战略研究[D].天津大学,工商管理,2013,硕士.
[3]姚悦.非目的语环境下韩国汉语学习者的学习策略研究[D].山东师范大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[4]胡浩.螺纹联接件参数化CAD系统研究[D].西南交通大学,车辆工程,2013,硕士.
[5]李文文.Al-RE-TM系非晶态合金耐蚀性能的研究[D].内蒙古科技大学,材料物理与化学,2014,硕士.
[6]魏文涛.新型功能化纳米材料的制备及性能研究[D].长春理工大学,2012.
[7]闫鑫.nRF24L01在ARM-Linux环境下自组网协议设计[D].河北科技大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[8]彭祺.DS化工公司营销策略研究[D].南昌大学,市场营销（专业学位）,2014,硕士.
[9]邓翔鹏.青铜艺术解析及其在服装设计中的创新应用[D].北京服装学院,设计艺术学,2012,硕士.
[10]钱陆明.超级电容器电极用新型杂化碳材料的制备[D].南京理工大学,高分子化学与物理,2013,硕士.
[11]樊轶.两级式单相光伏并网逆变器的控制策略研究[D].南京航空航天大学,电力电子与电力传动,2014,硕士.
[12]鄢冰.水路交通运输可持续发展指标体系及综合评价研究[D].武汉理工大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[13]娄焕英.中国环境问责制研究[D].中南林业科技大学,环境与资源保护法学,2013,硕士.
[14]戴琦.基于ARM7TDMI和uClinux的嵌入式MPEG4网络视频终端[D].浙江大学,2005.
[15]陈阳.基于资源分配的LEACH协议[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[16]梁斌梅.基于J2EE和RUP的ERP研究与开发[D].西南交通大学,2004.
[17]田丽敏.高新技术企业人力资源培训模式设计[D].天津财经学院,企业管理,2004,硕士.
[18]曾淦宁,周鸿艳,艾宁,包海军,王铁杆,黄杰,陈梓彬.高比表面积铜藻基活性炭的制备及工艺优化[J].环境科学学报,2013,08:2209-2217.
[19]李博文.山西定襄留晖村七岩圣母信仰研究[D].山西师范大学,民俗学,2013,硕士.
[20]芮沁.新刑事诉讼法背景下刑事和解制度研究[D].安徽大学,法律,2014,硕士.
[21]王园园.血清学在肝功能评价中的临床价值[D].大连医科大学,消化内科学,2012,硕士.
[22]邵博.碳基复合材料的制备及其电容器性能研究[D].哈尔滨工程大学,2011.
[23]叶荣荣.河北省南皮县农村初中语文教师专业发展的调查报告[D].东北师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[24]为国.国际半导体技术发展路线图(ITRS)2009年版综述(6)[J].中国集成电路,2010,07:13-23.
[25]王怡.90后大学生社会责任感培养探析[D].苏州大学,思想政治教育,2012,硕士.
[26]仲崇福.五种流派太极拳的文化认同研究[D].河北师范大学,民族传统体育学,2014,硕士.
[27]单红艳.基于WEB的小区物业管理与服务平台的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[28]陈晓霞.基于FCM图像融合技术的研究[D].湖北工业大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[29]黄勇辉,单洪,徐建桥.安全防护系统的发展趋势——IDS与其他安全产品的协同[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2004,Z1:51-52.
[30]刁申.Oracle Real Application Cluster （RAC）实施部署的研究[D].东北师范大学,软件工程,2012,硕士.
[31]王健.非法经营罪研究[D].山东大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[32]胡仲翔.皖北地区乳腺癌患者高危型人乳头瘤病毒感染的检测及与P53蛋白表达的相关性研究[D].蚌埠医学院,肿瘤学,2013,硕士.
[33]王秀妍.高中体育教学中伤害事故的致因及处理的研究[D].东北师范大学,体育（专业学位）,2012,硕士.
[34]胡建武.基于网格技术的电子商务解决方案研究[D].西安建筑科技大学,计算机应用,2004,硕士.
[35]何建明.半椎板切除术与全椎板切除术治疗椎管内肿瘤的系统评价[D].广西医科大学,脊柱骨外科学（专业学位）,2013,硕士.
[36]邱晓蕾,陆黎明.数据挖掘技术在保险业中的应用[J].福建电脑,2005,09:134-135.
[37]郎中玲.Lindqvist型[W_6O_(19)]~(2-)和Keggin型[PW_(12)O_(40)]~(3-)多酸阴离子形成机理及催化机理的理论研究[D].东北师范大学,2013.
[38]王健.面向中小制造企业的仓储管理信息系统的研究[D].华北电力大学（河北）,机械设计及理论,2004,硕士.
[39]孔繁锵.国际自动控制联合会1982年学术会议[J].自动化学报,1981,03:215.
[40]何永雄.采购与付款内部控制制度研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[41]权振.吉林省体育中介市场发展研究[D].吉林大学,体育人文社会学,2014,硕士.
[42]杨佩佩.分层排序集抽样下总体均值的比率估计[D].华中师范大学,概率论与数理统计,2012,硕士.
[43]张福安.基于多代理系统（MAS）的敏捷供需链管理研究[D].合肥工业大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[44]朱蕾.废弃革制品皮革性能及资源化利用研究[D].陕西科技大学,环境工程,2013,硕士.
[45]张琪.“琪人琪语”:利用新媒体践行社会主义核心价值观[J].北京教育(德育),2015,02:71-72.
[46]徐霜.数学免费师范生教师专业技能形成与发展研究[D].东北师范大学,学科教学,2012,硕士.
[47]吴林霖.我国税收强制执行制度研究[D].西南大学,民商法学,2013,硕士.
[48]李宏.SXOY民办学院教师流失问题研究[D].西北大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[49]周茹玎.MgAl基变形镁合金再结晶组织与织构的演变[D].大连理工大学,材料学,2013,硕士.
[50]余琪.基于EVA的我国央企上市公司绩效评价实证研究[D].武汉科技大学,会计学,2012,硕士.