[发明专利]一种在酸性和高脂肪性油污下具有强起泡能力的茶皂素双子表面活性剂

说明书

本发明公开了一种在酸性和高脂肪性油污下具有强起泡能力的茶皂素双子表面活性剂，其是将茶皂素与长链醇或长链醚在催化剂存在下反应后获得，所述长链醇为月桂醇，长链醚为乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚中任意一种。本发明茶皂素双子表面活性剂制备工艺简单，反应条件易控制，所用茶皂素来自天然原料，无毒，易降解，可用于工业化生产；更重要的是，其作为表面活性剂，在酸性环境下以及在煤油存在的情况下都有良好的起泡能力，克服了现有茶皂苷在酸性条件和多油环境中起泡力性能差的缺陷。

技术领域

本发明属于表面活性剂和界面化学技术领域，具体涉及一种在酸性和高脂肪性油污下具有强起泡能力的茶皂素双子表面活性剂。

背景技术

表面活性剂是一种含有疏水性(憎水)和亲水性(亲水)的两亲分子，可以降低表面和界面的张力。表面活性剂的两亲性使其适用于洗涤剂、润湿、泡沫浮选、乳化、采油等产业中。大量用于家庭和工业工作的合成表面活性剂会分散在不同的环境部分，如土壤、水、沉积物等。研究表明，约60％的表面活性剂生产总量进入水环境。这些非生物降解的表面活性剂会影响环境，并导致疾病，如皮炎、刺激呼吸道和眼睛等。所以无毒、易降解的生物表面活性剂越来越受到人们的重视。在对环境保护越来越重视的今天，表面活性剂应该是可生物降解，而且毒性要小。因此，研究人员开始寻找环境友好型表面活性剂，其中之一就是天然表面活性剂。

皂苷是较为著名的植物表面活性剂，结构为含有三萜或生物碱类固醇作为疏水核(苷元)的糖苷类化合物。苷元通过醚或酯键与亲水的糖链连接。苷元和糖链的同时存在提供了表面活性。天然表面活性剂具有生物可降解性，生物相容性好，毒性小，对环境的威胁小。茶皂素又名茶皂苷，是从茶树种子(茶籽、茶叶籽)中提取出来的一类糖苷化合物，是一种性能良好的天然表面活性剂，它可广泛应用于轻工、化工、农药、饲料、养殖、纺织、采油、采矿、建材及高速公路建设等领域。

茶皂素的HLB值为16左右，能够显著的降低表面张力，具有良好的去污能力和润湿能力，并且具有很强的起泡能力和稳泡性能；并易于生物降解，是一类绿色天然的表面活性剂。然而茶皂素作为纯天然表面活性剂，其在清洗剂中的应用却并不广泛，很大一部分因素是由于茶皂素作为表面活性剂的性质的影响，其表面活性仍然偏低、在酸性条件和脂肪性油污含量高的情况下起泡能力较弱等。因此改性茶皂素的结构，提高茶皂素的性能，增加茶皂素在清洗剂领域的应用价值具有重大的意义。

双子表面活性剂是一类新型的表面活性剂类型，由连接基团通过化学键将两个或多个单体表面活性剂连接在一起，与对应的传统表面活性剂相比，双子表面活性剂具有能高效降低水的表面张力、更低的临界胶束浓度(CMC)、特殊的流变学性质等独特性能，因此在洗涤、杀菌、乳化、分散、防腐以及化妆品、印染、采油、基因治疗、有序介孔材料的合成等领域具有较大潜力。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供了一种茶皂素双子表面活性剂，以满足在酸性和脂肪性油含量较高的条件下其仍然具有良好的起泡性能。该表面活性剂制备方法不仅具有反应条件简单，易控制的优势，所制备得到的茶皂素双子表面活性剂还同时兼具了双子表面活性剂和茶皂素表面活性剂两者的优点。

本发明提供的茶皂素双子表面活性剂是在惰性气体保护和催化剂存在下，将茶皂素与长链醇或长链醚在水中发生酯化反应后获得，其中所述长链醇为月桂醇，长链醚为乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚中任意一种，所述催化剂为十二烷基苯磺酸。

上述催化剂的加入量优选为茶皂素摩尔量的2.0～2.5倍。

上述长链醇或长链醚的加入量优选为茶皂素摩尔量的1.5～2.0倍。

上述酯化反应优选温度为30～60℃、时间为8～10h。

本发明的有益效果如下：