對陰、非離子表面活性劑的分離大多采用離子交換樹脂分離法。離子交換樹脂中具有能離解的酸性或堿性基團,能與溶液中其它的陰離子或陽離子起交換作用。通過交換,把一些能離解的酸性、堿性組分吸附在樹脂上,而與不能離解的非離子型物質分開。被吸附的物質可選用適宜的洗脫劑洗脫、分離。在實驗過程中,用離子交換法分離烷基硫酸酯型陰離子表面活性劑和聚乙二醇型非離子表面活性劑的混合物時,常出現非離子組份含量偏高,分離不徹底及重現性差等問題,經分析,可能是烷基硫酸酯型陰離子表面活性劑在被樹脂吸附和洗脫過程中,由于受pH值變化的影響而發生水解的緣故。為此,我們對含烷基硫酸酯的陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑混合體系的分離方法進行了研究。

1實驗部分

1.1　離子交換法(混合床)分離表面活性劑混合物

1.1.1　分離條件　離子交換柱:100ml帶旋塞的玻璃柱, Φ17mm。樹脂:南開大學產301陰離子交換樹脂,101陽離子交換樹脂。裝柱:將經過預處理的陽、陰離子交換樹脂以1∶1.2的比例裝柱。試樣:含烷基硫酸酯的陰、非離子表面活性劑混合物1.1003g。

1.1.2　分離流程和定量結果　分離流程見圖1,分離定量結果見表1。

1.2　氧化鋁柱層析法分離表面活性劑混合物

1.2.1　分離條件　層析法:100ml帶旋塞的玻璃柱, Φ17mm。填充物:層析用氧化鋁,細度70目以上,110℃活化5h。試樣:含烷基硫酸酯的陰、非離子表面活性劑混合物1.9503g

1.2.2　分離流程及定量結果　分離流程見圖2,分離定量結果見表2

1.3　紅外光譜定性

使用的儀器為SP2000IRSpectrophotometer,將去除水份的樣品在NaCl鹽片上涂膜。

(1)離子交換柱和氧化鋁柱分離得到的非離子組份的紅外光譜圖一致,圖3中3500～3300cm^-1為羥基吸收峰,1075-1000cm^-1為C-O伸縮振動吸收峰,720cm^-1處有中強吸收,另外在1740cm-1處有弱吸收,表明可能有長鏈脂肪醇和脂肪酸酯。

(2)由離子交換柱得到的陰離子部分( I)的紅外光譜如圖4所示,1715cm^-1處的強吸收峰和2500cm^-1以上的寬吸收帶表明存在脂肪酸。1563cm^-1和1400cm^-1吸收峰表明試樣中有羧酸鹽,將試樣用堿中和后,1715cm^-1的吸收帶消失,1560cm^-1和1400cm^-1吸收峰加強,進一步證實了上述推論。從圖中還可以看到1250cm^-1處有吸收,表明樣品中混有少量硫酸酯,分離不徹底。

 (3)由離子交換柱得到的陰離子部分(II )的紅外光譜如圖5所示,其中1240cm^-1、1075cm^-1和1000cm^-1及835cm^-1的諸吸收帶是伯烷基硫酸酯鹽的特征吸收峰,1370cm^-1處無吸收,估計硫酸酯鹽的烷基鏈較長。另外,1565cm^-1的吸收峰表明樣品中還有少量羧酸鹽。

(4)由氧化鋁柱層析得到的陰離子部分的紅外光譜如圖6所示,具有羧酸鹽(皂)和硫酸酯鹽的特征吸收峰,為兩者的混合物。

2　結果和討論

分別用離子交換柱法和氧化鋁柱層析法對試樣進行了分離,然后用紅外光譜對分離的各組份進行定性,可以看出。

(1)離子交換法分離陰、非離子混合表面活性劑時,陰、非離子組份很難徹底分離。

(2)離子交換法分離得到的陰離子組份總量偏低。可能由于:陰離子組份分子量較大、難于洗脫;陰離子部分( II)在用異丙醇萃取時有損失。

(3)離子交換法分離得到的烷基硫酸酯在酸性洗脫和萃取過程中易水解,使以后的結構分析困難。

(4)氧化鋁柱層析法在分離該試樣時顯示出兩個突出優點:1可以使陰離子組分在中性、常溫下和非離子組分進行分離,避免了硫酸酯鹽在酸性條件下的水解。2陰離子組分無需中和和萃取,簡化了操作過程,同時也使分離定量結果更準確。

(5)氧化鋁柱層析法不能分離羧酸鹽和硫酸酯鹽,須輔以離子交換法或化學定量法。

參考文獻

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