油酸资源化利用合成支链表面活性剂的研究

Utilization of waste cooking oil is one of the most important issues of biomass conversion. Oleic acid, a major monoenoic acid in waste cooking oil, can be used via double bond modification for production of fine chemicals with higher added value than biodiesel. In this regard, though beneficial exploration has been carried out by researchers at home and abroad, industrial application of oleic acid modification remains to be improved due to immature technology. Modifying the double bond with grafting hydrophilic headgroups is expected to synthesize branched chain surfactants suitable for industrial hard surface cleaning. Based on literature research and early exploration experiments, the research idea of this project is to esterify and cap the oleic acid carboxyl group by methanol or ethanol to improve the hydrophobicity, and then to obtain branched chain surfactants by sulfonation or polyol grafting. To this end, this project intends to synthesize branched chain anionic surfactants through selective sulfonation reaction of double bond of methyl or ethyl oleate, and meanwhile synthesize branched chain nonionic surfactants by selective ring-opening reaction of epoxidized methyl or ethyl oleate with polyols. Through in-depth study of the basic properties and application properties of synthetic branched chain surfactants, the structure-performance relationship of branched chain surfactants will be established to provide theoretical and basic data support for practical applications. The research results of this project will enrich the raw material selection of branched chain surfactants production and provide theoretical support for expanding the field of oleic acid utilization.

废弃食用油脂的利用，是生物质资源化利用中一个重要的问题。油酸是废弃食用油脂中主要的单烯酸，通过双键化学改性可以合成附加值高于生物柴油的精细化学品，本方向国内外学者进行了有价值的探索，但目前的技术尚未成熟。将双键位置接枝亲水基团，有可能获得适用于工业硬表面清洗的支链表面活性剂。针对此应用目标，在文献调研和探索实验的基础上，研究思路是以甲醇或乙醇对油酸羧基进行酯化封端，提高疏水性；通过磺化和多元醇接枝来获得类支链化表面活性剂。研究内容包括：油酸甲酯（乙酯）双键选择性磺化反应，合成支链阴离子表面活性剂；环氧油酸甲酯（乙酯）与多元醇的选择性醇解开环反应，合成支链非离子表面活性剂；通过深入研究所合成支链表面活性剂的基本性质和应用性能，建立支链表面活性剂的构效关系，为实际应用提供理论和基础数据的支撑。本项目研究成果将丰富支链表面活性剂的原料选择，为拓展油酸利用领域提供理论支持。

废弃食用油脂的利用，是生物质资源化利用中一个重要的问题。油酸是废弃食用油脂中主要的单烯酸，通过双键化学改性可以合成附加值高于生物柴油的精细化学品，本方向国内外学者进行了有价值的探索，但目前的技术尚未成熟。将双键位置接枝亲水基团，有可能获得适用于工业硬表面清洗的支链表面活性剂。.按照立项目标及研究计划，本项目以油酸为原料，基于分子设计理念，通过酯化封端羧基提高疏水性、双键官能化反应接枝亲水基团策略，合成了两类油酸基支链表面活性剂：油酸基支链磺酸盐型阴离子表面活性剂和油酸基支链聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂，优化了催化合成反应工艺，开展了油酸基支链表面活性剂的基本性能和应用特性研究。研究成果获得了性能优良的油酸基支链表面活性剂，实现了油酸资源化利用，丰富了支链表面活性剂的种类，建立了支链表面活性剂的构效关系，为支链表面活性剂在民用和工业清洗领域的应用提供了理论和基础数据的支撑，主要结论如下：.（1）开展了油酸基支链表面活性剂的催化合成反应规律研究，优化了磺化、乙氧基化反应工艺，获得了适宜的合成工艺条件。.（2）油酸基支链磺酸盐型阴离子表面活性剂平衡表面张力低，表面活性高，具有快速消泡特性和优异的润湿性能，应用于液体洗涤剂配方中，对炭黑污布、蛋白污布和皮脂污布的去污效果有显著提升，清洗性能优于商用直链烷基苯磺酸盐LAS。.（3）油酸基支链聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂具有典型的支链表面活性剂特性，与阴离子表面活性剂具有优良的复配增效性能，复配体系具有低泡、快速消泡特性和优异的润湿性能，作为新型支链表面活性剂，应用于工业硬表面清洗剂配方中，清洗性能与商业的短支链异构醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂相媲美。