本發(fā)明屬于熒光增白劑
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：我國在“十二五”新材料發(fā)展規(guī)劃中將研究開發(fā)與資源、環(huán)境協(xié)調(diào)的材料以及減輕環(huán)境污染且有利于再生利用的材料作為主要考核指標(biāo)。通過開發(fā)新的材料科學(xué)技術(shù)以解決資源短缺和環(huán)境污染問題，我國已形成了比較完善的材料科技體系，在材料領(lǐng)域的研發(fā)方面取得了長足進步，某些新材料領(lǐng)域具有明顯的資源優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，但自主創(chuàng)新能力較弱，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新材料產(chǎn)品及技術(shù)較少，尤其是在多功能表面活性劑方面創(chuàng)新性不足。熒光增白劑是一種能夠發(fā)射熒光的染料，又稱白色染料，是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子有機化合物。熒光增白劑具有很高的光量子產(chǎn)率，對被處理的基質(zhì)能有效地增白、増艷。熒光增白劑分子具有較大的共軛體系，能夠吸收波長范圍在300～400nm左右的紫外光，并發(fā)射出波長范圍在420～450nm左右的藍色熒光，從而彌補了基質(zhì)中由于藍光缺失而造成的視覺上的泛黃。通過彌補藍光使人感到被處理的基質(zhì)更潔白、更鮮艷。熒光增白劑被廣泛地用于造紙、紡織、洗滌劑、塑料、油漆、涂料、油墨、皮革、紫外吸收劑、顯影劑等諸多領(lǐng)域，市場需求非常巨大。表面活性劑分子是由親水基和疏水基組成的分子，包括離子型和非離子型表面活性劑。離子型表面活性劑又分為陽離子型、陰離子型和兩性表面活性劑。表面活性劑能明顯降低溶劑的表面張力，改變體系的界面組成和結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生潤濕、乳化、洗滌、分散、增溶、助溶等性能，因此在生物工程、材料科學(xué)、日用化工、食品工業(yè)、石油開采、環(huán)境保護等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展和科技的不斷進步，人類對多用途表面活性劑有更迫切的需求。因此，研究開發(fā)新型多功能季銨鹽陽離子表面活性劑已成為相關(guān)行業(yè)重要研究內(nèi)容之一。通過科技創(chuàng)新，拓展季銨鹽陽離子表面活性劑的應(yīng)用領(lǐng)域和市場競爭力，對于節(jié)能減排、構(gòu)建和諧會具有非常重要的意義。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述不足，本發(fā)明旨在提供一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用，該多功能季銨鹽陽離子表面活性劑對紙張具有較強增白作用，同時還具有顯著降低水表面張力的作用。多功能季銨鹽陽離子表面活性劑的合成方法簡便，原材料價格低廉，操作簡單安全。為了實現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是這樣的：一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑，所述的多功能季銨鹽陽離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)式如下：一種如上所述的一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑的制備方法，依次包括下述步驟：步驟1：將2份摩爾量的三聚氯氰加至1份摩爾量的4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液中，攪拌，反應(yīng)2h；步驟2：將2份摩爾量的二甲基十四叔胺溶液加至步驟1所得的溶液中，反應(yīng)4h；步驟3：將2份摩爾量的2-氨基乙酸加至步驟2所得的溶液中，反應(yīng)6h；步驟4：將100ml氯化鈉水溶液加至步驟3所得的溶液中，多功能季銨鹽陽離子表面活性劑析出并收集。優(yōu)選地，所述的步驟1的反應(yīng)溫度為0～5℃，ph為3～4。優(yōu)選地，所述的步驟2的反應(yīng)溫度為30～40℃，ph為7～8。優(yōu)選地，所述的步驟3的反應(yīng)溫度為90～100℃，ph為9～10。優(yōu)選地，所述的步驟4的反應(yīng)溫度為25～30℃。優(yōu)選地，所述的步驟4中氯化鈉水溶液的用量為100ml。優(yōu)選地，所述的二甲基十四叔胺溶液的溶劑為丙酮。優(yōu)選地，所述的ph值通過na2co3調(diào)節(jié)。如上所述的一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑，該多功能季銨鹽陽離子表面活性劑在紙張增白和表面活性劑方面的應(yīng)用。本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，具有以下優(yōu)點：1.本發(fā)明一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑能與紙張表面分子發(fā)生有效化學(xué)鍵合，結(jié)合牢固度高。2.本發(fā)明一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑可以顯著增白紙張。3.本發(fā)明一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑具有較強的表面活性，能顯著降低水的表面張力。附圖說明圖1為實施例1的一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑的核磁共振氫譜圖；圖2為實施例1的一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑的濃度與表明張力關(guān)系圖。具體實施方式下面結(jié)合具體實施方式，對本發(fā)明的權(quán)利要求做進一步的詳細說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，任何在本發(fā)明權(quán)利要求保護范圍內(nèi)所做的有限次修改，仍在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍內(nèi)。實施例15mmol4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸與100ml蒸餾水混合，攪拌，冰浴5℃，而后加入10mmol三聚氯氰，攪拌，用飽和na2co3溶液維持反應(yīng)體系的ph為3，控溫反應(yīng)2h；滴加10mmol二甲基十四叔胺與5ml丙酮混合液，升溫反應(yīng)體系至30℃，攪拌，用飽和na2co3溶液維持反應(yīng)體系的ph為7，控溫反應(yīng)4h；而后加入10mmol2-氨基乙酸，升溫90℃，滴加飽和na2co3溶液維持反應(yīng)體系的ph為9，控溫反應(yīng)6h。冷卻至室溫，加入100ml飽和氯化鈉水溶液，攪拌、抽濾，真空干燥得一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑，收率92％。實施例25mmol4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸與150ml蒸餾水混合，攪拌，冰浴0℃，而后加入10mmol三聚氯氰，攪拌，用飽和na2co3溶液維持反應(yīng)體系的ph為4，控溫反應(yīng)2h；滴加10mmol二甲基十四叔胺與4ml丙酮混合液，升溫反應(yīng)體系至40℃，攪拌，用飽和na2co3溶液維持反應(yīng)體系的ph為6，控溫反應(yīng)4h；而后加入10mmol2-氨基乙酸，升溫100℃，滴加飽和na2co3溶液維持反應(yīng)體系的ph為8，控溫反應(yīng)6h。冷卻至室溫，加入100ml飽和氯化鈉水溶液，攪拌、抽濾，真空干燥得一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑，收率89％。實施例35mmol4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸與125ml蒸餾水混合，攪拌，冰浴3℃，而后加入10mmol三聚氯氰，攪拌，用飽和na2co3溶液維持反應(yīng)體系的ph為3.5，控溫反應(yīng)2h；滴加10mmol二甲基十四叔胺與6ml丙酮混合液，升溫反應(yīng)體系至35℃，攪拌，用飽和na2co3溶液維持反應(yīng)體系的ph為6.5，控溫反應(yīng)4h；而后加入10mmol2-氨基乙酸，升溫95℃，滴加飽和na2co3溶液維持反應(yīng)體系的ph為8.5，控溫反應(yīng)6h。冷卻至室溫，加入100ml飽和氯化鈉水溶液，攪拌、抽濾，真空干燥得一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑，收率90％。結(jié)構(gòu)測試氫譜數(shù)據(jù)(400mhz；dmso-d6,δ):10.72(2h,nh)，9.24(2h,nh)，8.03～7.57(8h,arh)，4.93(4h,ch2)，3.31(4h,ch2)，2.70(12h,ch3)，1.54～0.83(54h,(ch2)12ch3)。核磁共振氫譜見圖1。對濾紙增白性能測試分別用多功能季銨鹽陽離子表面活性劑與濾紙的質(zhì)量分數(shù)為0.1％、0.2％、0.25％和0.3％處理濾紙，浴比為1:50，室溫染色30min，取出濾紙，冷水洗滌3次，自然晾干，測試白度值。實驗結(jié)果證明，在不同的染色濃度下，多功能季銨鹽陽離子表面活性劑對濾紙都具有顯著的增白效果。當(dāng)染色濃度為0.2％時，處理后的濾紙白度增加值最大，濃度大于或小于0.2％，處理后的濾紙白度值有所降低，實驗結(jié)果見表1。表1不同染色濃度下，處理后濾紙的白度值濃度00.1％0.2％0.25％0.3％白度值81.8993.4699.0297.5495.32表面活性測試應(yīng)用吊環(huán)法對多功能季銨鹽陽離子表面活性劑的水溶液進行了表面活性測試，實驗結(jié)果表明，多功能季銨鹽陽離子表面活性劑在較低濃度時能明顯地降低水的表面張力，具有優(yōu)良的表面活性，在臨界膠束濃度為4.0×10-4mol/l時，水溶液的表明張力為33.32mn/m。濃度與表明張力關(guān)系圖見圖2。該多功能季銨鹽陽離子表面活性劑兼具增白濾紙和降低水的表面張力的作用，是一種多功能季銨鹽陽離子表面活性劑，具有廣闊的應(yīng)用價值和推廣空間。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡在本發(fā)明的精神和原則范圍內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12