中和工藝條件對(duì)十二烷基苯磺酸鈉黏度的影響

劉俊紅，黃 勇

（四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 瀘州 646005）

中和工藝條件對(duì)十二烷基苯磺酸鈉黏度的影響

劉俊紅，黃 勇

（四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 瀘州 646005）

本文研究了氫氧化鈉（NaOH）與十二烷基苯磺酸的中和反應(yīng)工藝條件對(duì)產(chǎn)物黏度的影響。采用單因素實(shí)驗(yàn)法，研究了反應(yīng)溫度、NaOH濃度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)中和產(chǎn)物十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）黏度的影響。結(jié)果表明，氫氧化鈉與水的配比在3.0%左右、反應(yīng)溫度35℃、反應(yīng)時(shí)間1h時(shí)產(chǎn)物黏度最佳。

十二烷基苯磺酸；氫氧化鈉；中和；黏度；

十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）是一種陰離子表面活性劑，具有去污力強(qiáng)、潤(rùn)濕、分散性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，用途廣泛，常用于合成洗滌劑、染色劑、脫墨劑、污泥脫除等[1-4]。SDBS是我國主要的洗滌用品活性劑，約占全國洗滌用品使用總量的70%[5]。

SDBS作為一種陰離子表面活性劑，常與非離子表面活性劑復(fù)配[6]，主要用于粉狀洗滌產(chǎn)品以及液體洗滌產(chǎn)品的生產(chǎn)。其生產(chǎn)主要包括兩階段：十二烷基苯磺酸引入親水性磺酸基，再與氫氧化鈉中和生成十二烷基苯磺酸鈉。十二烷基苯磺酸與氫氧化鈉的中和反應(yīng)與一般酸堿反應(yīng)不同，是一個(gè)復(fù)雜的膠體化學(xué)反應(yīng)。由于十二烷基苯磺酸黏度很大，需在攪拌作用下將磺酸粉碎成微粒，反應(yīng)在粒子的界面上進(jìn)行，生成十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）。產(chǎn)物（SDBS）的黏度可以反映活性物含量高低以及工藝水的用量，并影響后續(xù)洗滌用品配制的質(zhì)量、能耗等。本實(shí)驗(yàn)研究氫氧化鈉（NaOH）與十二烷基苯磺酸中和反應(yīng)的工藝條件，即NaOH濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)中和產(chǎn)物十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）黏度的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原材料和試劑

十二烷基苯磺酸（工業(yè)級(jí)，96%），氫氧化鈉（NaOH，化學(xué)純），去離子水。

1.2 主要儀器及設(shè)備

精密電子天平，水浴加熱鍋，恒溫磁力攪拌器，量筒，燒杯，玻璃棒，STM-V斯托默黏度計(jì)，恒溫干燥箱，pH計(jì)。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

將十二烷基苯磺酸加入氫氧化鈉水溶液，緩慢攪拌，發(fā)生中和反應(yīng)。測(cè)定溶液pH在7～8之間，繼續(xù)攪拌15～20min，溶液pH不再發(fā)生變化則反應(yīng)基本完成。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 氫氧化鈉濃度對(duì)十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）黏度的影響

圖1 氫氧化鈉濃度對(duì)SDBS溶液黏度的影響

圖1為35℃下不同氫氧化鈉水溶液濃度對(duì)SDBS溶液黏度的影響。從圖1可以看出，低濃度時(shí)，隨著堿濃度增加，黏度變化較??；隨著堿濃度的增加，SDBS的黏度顯著增加。但當(dāng)堿濃度超過3.5%時(shí)，黏度增加趨于平緩，且由于水用量太少，導(dǎo)致體系黏度過大，出現(xiàn)酸堿混合不均勻，中和反應(yīng)困難。低濃度堿中和時(shí)中和產(chǎn)物SDBS含量少，故對(duì)黏度貢獻(xiàn)較??；隨著堿濃度增加，當(dāng)達(dá)到2.2%以上時(shí)，產(chǎn)物黏度急劇增加。這是因?yàn)殡S著反應(yīng)進(jìn)行，SDBS含量增加較快，親水性增強(qiáng)，在水中形成的膠束個(gè)數(shù)增多，膠束體積增加，將部分水束縛起來，表現(xiàn)出黏度增加迅速。

2.2 中和反應(yīng)溫度對(duì)SDBS黏度的影響

在堿濃度為3.0%、時(shí)間1h條件下考察不同溫度對(duì)SDBS黏度的影響，結(jié)果如圖2所示。在30℃以下，隨溫度升高，黏度增加。當(dāng)溫度高于35℃時(shí)，黏度急劇下降。十二烷基苯磺酸通過攪拌粉碎成微粒，中和是在磺酸粒子的界面進(jìn)行的。低溫時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)較慢，中和反應(yīng)較難進(jìn)行。隨著溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)加快對(duì)中和反應(yīng)有利，表現(xiàn)為黏度增大；而溫度太高則會(huì)導(dǎo)致分子間運(yùn)動(dòng)加快，對(duì)膠束形成不利，對(duì)水的凝結(jié)作用降低，表現(xiàn)為黏度反而下降，且副反應(yīng)增多，導(dǎo)致產(chǎn)物SDBS顏色加深。

圖2 反應(yīng)溫度對(duì)SDBS溶液黏度的影響

2.3 中和反應(yīng)時(shí)間對(duì)SDBS黏度的影響

在加堿量3.0%、溫度35℃條件下考察不同中和反應(yīng)時(shí)間對(duì)SDBS的黏度影響，結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，黏度呈先增加后降低的規(guī)律。反應(yīng)時(shí)間到1h時(shí)，中和反應(yīng)基本完成，表現(xiàn)出黏度趨于最大；而隨著時(shí)間延長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致形成的膠束破壞，產(chǎn)物黏度下降。

圖3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)SDBS溶液的黏度影響

3 結(jié)論

使用強(qiáng)堿氫氧化鈉中和十二烷基苯磺酸，采用單因素實(shí)驗(yàn)法研究了反應(yīng)溫度、NaOH濃度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)中和產(chǎn)物十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）黏度的影響，結(jié)果表明氫氧化鈉與水的配比在3.0%左右、反應(yīng)溫度35℃、反應(yīng)時(shí)間1h時(shí)黏度最佳。

[1] 甄廣印，周海燕，宋玉，等.十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)-氫氧化鈉耦合污泥脫水技術(shù)研究[J].環(huán)境化學(xué)，2010，29(6)：1106-1110.

[2] Schwuger M J. Structore Performance Relationship in Surfactants [M]. Washington DC: American hemical Society, 1984: 23-35.

[3] Hill R M. Mixed Surfactant Systems[M]. New York: Marcel Dekker, 1993: 317-332.

[4] Doroszkowski A. Technological Applications of Dispersions[M]. New York: Marcel Dekker, 1994: 1-12.

[5] 廖華.直鏈烷基苯磺酸鈉測(cè)定方法的研究現(xiàn)狀[J].當(dāng)代化工，2012，41(7)：767-770.

[6] 賀國旭，王耀先，李松田，等.十二烷基苯磺酸鈉/聚氧乙烯(23)月桂醚復(fù)配體系性能的研究[J].化學(xué)試劑，2015，37(11)：993-996.

Effect of Reaction Conditions on Viscosity of Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate

LIU Junhong, HUANG Yong
(Sichuan Vocational College of Chemical Technology, Luzhou 646005, China）

The influence of techniques conditions on viscosity of sodium dodecyl benzene sulfonate (treated in the presence of sodium hydroxide) were studied.The results showed that in the presence of 3.0% sodium hydroxide at 35℃ for 1h, the viscosity of sodium dodecyl benzene sulfonate was optimum.

dodecyl benzene sulfonate; sodium hydroxide; neutralization; viscosity

TQ 423.11+5

A

1671-9905(2017)01-0023-02

2016-11-18