聚乙二醇400烷基酯的合成及其性质探究开题报告

全文总字数：4575字

1. 研究目的与意义（文献综述）

表面活性剂是一类具有亲水和亲油基团结构的双功能分子。这种双功能特性允许表面活性剂分子聚集在一起在气／水表面和油／水界面上吸附、形成胶团、降低界面能力及起到增溶作用等。全球每年生产大量的表面活性剂。事实上，每年生产50亿磅的直链烷基苯磺酸盐(最常见的表面活性剂之一)。这些表面活性剂进入排水沟，进入水处理设施进行处理。一些高效溶解油脂的表面活性剂根本不能被微生物自然分解。最终，随着这些表面活性剂的开发、使用和处置，其对环境的影响变得令人担忧，如短链的壬基酚聚氧乙烯醚及其中间代谢物对鱼、无脊椎动物、海藻和微生物的急性毒性范围为4600～14000μg /l，且壬基酚还具有致畸、致癌、致突 变性等毒副作用。随着人们对表面活性剂对环境影响的认识不断增强，对更环保的清洁产品的需求也越来越大。作为回应，化学工业致力于生产更环保的表面活性剂，这些表面活性剂来自可再生资源。对表面活性剂的结构与生物降解性的研究表明，非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂易于生物降解。其中聚乙二醇脂肪酸酯作为一种具有两亲结构的一种多功能的非离子表面活性剂，可降解性强，具有高乳化性、低泡沫力、润湿性和增溶性，广泛用于日用化工、食品、农药、纺织、金属加工等领域。例如zhaoxing liu等人基于聚乙二醇双磷酸酯(p-peg-p)和聚乙二醇二缩水甘油醚(e-peg-e)的简单交联反应，制备了一系列可降解、可溶于水的交联聚乙二醇磷酸酯聚合物(cpps）该聚合物及其生成的水凝胶在药物缓释系统和生物材料方面具有很大的应用潜力；张菁等人合成了聚乙二醇月桂酸单酯席夫碱基非离子表面活性剂，用于金属防腐蚀。

聚乙二醇脂肪酸酯的合成方法有三种:乙氧基法、酰氯醇解法和酯化法。其中酰氯醇解法为间接酯化，分两步进行，酰化和酯化，此方法合成在常压设备中进行，反应温度较低，采用pcl3作为酰化剂，毒性大，价格昂贵，因此无实际应用价值；乙氧基法和酯化法为直接酯化法，乙氧基法由环氧乙烷和脂肪酸在碱性条件下加成，反应过程所用的气体环氧乙烷必须纯净，并须在氮气保护和高压釜内进行，其产品纯度好，反应产物中单酯比例较高，但工艺条件较为苛刻，环氧乙烷气体易燃易；酯化法是用聚乙二醇与脂肪酸在催化剂作用下直接进行反应，反应条件要求低，由于聚乙二醇有两个羟基，生成的产物为单酯和双酯的混合物，可以通过控制反应物的比例控制生成的单、双酯的比例，酯化反应的脱水程度和反应终点较难把握，因此产品的产率和色泽不稳定，常常会遇到泡沫夹带现象。

聚乙二醇脂肪酸酯，由于其具有较高的耐热性能和优良的平滑性，优良的可降解性而成为应用广泛的绿色非离子表面活性剂产品。我们将探究聚乙二醇烷基酯中脂肪酸碳链长度对表面活性剂性能的影响，并选用酯化法合成聚乙二醇烷基酯。

2. 研究的基本内容与方案

2.1、基本内容

材料制备：利用聚乙二醇及不同种类脂肪酸进行酯化反应制备聚乙二醇烷基酯。

材料表征：测定聚乙二醇烷基酯的酸值及皂化值。利用傅里叶变换红外(ftir)光谱进行结构表征。使用热重法(tg/dtg)，在氮气保护条件下进行热重分析。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献文献，完成英文翻译，明确本课题研究的内容及意义，完成开题报告。

第4-8周：按照设计的方案，合成peg400烷基酯。

第9-11周：采用傅里叶变换红外光谱测试等测试技术对peg400烷基酯进行结构表征；通过测定酸值和皂化度等方法对peg400烷基酯进行性质探索。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]zhang t, chen x, xiao c, zhuang x, chen x. synthesis of a phenylboronic ester-linked peg-lipid conjugate for ros-responsive drug delivery. polymer chemistry. 2017;8(40):6209-16.

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[3] olsson j s, pham t h, jannasch p. poly (n, n-diallylazacycloalkane)s for anion-exchange membranes functionalized with\r, n\r, -spirocyclic quaternary ammonium cations[j]. macromolecules, 2017, 50(7):2784-2793.