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磷酸酯盐包括高级醇磷酸酯盐、高级醇或烷基酚聚环氧乙烷醚磷酸酯盐两大类,具有优良的抗静电、乳化、防锈和分散等性能。广泛应用于纺织、化工、国防、金属加工和轻工等工业部门。近年来国内外研究开发了一些新型的磷酸酯盐型阴离子表面活性剂,代表性的有烷醇酰胺磷酸酯盐、高分子聚磷酸酯表面活性剂、硅氧烷磷酸酯表面活性剂等。
1.高级脂肪醇磷酸酯盐
高级醇磷酸酯盐也称为烷基磷酸酯盐,其化学结构可分为以下主要两种类型:
单酯易溶于水,双酯较难溶于水,呈乳化状态。实际使用的产品都为两者的混合物。工业上采用脂肪醇和五氧化二磷反应制取烷基磷酸酯,反应式如下:
P2O5+4ROH→2(RO)2PO(OH)+H2O
P2O5+2ROH+H2O→2ROPO(OH)2
P2O5+3ROH→(RO)2PO(OH)+ROPO(OH)2
反应产物是单酯和双酯的混合物。单酯和双酯的比例与原料中的水分含量以及反应中生成的水量有关,水量增加,产物中的单酯含量增多;脂肪醇碳数较高,单酯生成量也较多。醇和P2O5的摩尔比对产物组成也有影响,二者的摩尔比从2:1改变到4:1,产物中双酯的含量可从35%增加到65%。焦磷酸和脂肪醇用苯作溶剂,在20℃进行反应,可制得单烷基酯。用三氯化磷和过量的脂肪醇反应,可制得纯双烷基酯。脂肪醇和POC13(亚磷卤氧化物)反应,也可制得单酯或双酯。
2.高级脂肪醇聚环氧乙烷醚磷酸酯盐
这是一种非离子表面活性剂阴离子化的产品。高级醇聚环氧乙烷醚和烷基酚聚环氧乙烷醚这两种非离子物和磷酸酯化剂反应,即制得此类产品。其中前者使用最广泛,产物包括下列3种成分:
合成中常用的磷酸化剂有H3PO4,P2O5,POC13等。例如,在室温和强烈搅拌下,于15min内将1mol P2O5加入到2.7mo1壬基酚和6mo1环氧乙烷的缩合物中,加热到100℃,维持5h,然后冷却,产物中含有单酯、二酯和少量三酯。改变投料比例,产物中各组成物之间的比例也会发生变化。
聚环氧乙烷醚磷酸酯盐具有非离子表面活性剂的一些性质,它能溶解在高电解质的溶液中,耐强碱,但在强酸中会发生水解。聚环氧乙烷醚磷酸酯盐的平滑性比单烷基磷酸酯的差,但抗静电性比烷基磷酸酯的好。
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