CN116286028B - 一种可生物降解的氨基酸表面活性剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，所述表面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液；其中所述面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液的物质质量比为（8‑11）：（3‑5）:2。本发明氨基酸表面活性剂采用表面活性剂基体配合纳米粒改性剂、添加界面液，通过纳米粒改性剂、添加界面液二者协调配合，共同协效，增强产品的去污性能效果，以及优化产品的降解性，同时产品的耐热稳定性优异。
Description
技术领域
本发明涉及表面活性剂技术领域，具体涉及一种可生物降解的氨基酸表面活性剂。
背景技术
氨基酸类表面活性剂是一类以氨基酸为基础的绿色表面活性剂，不仅表面性能优良，同时温和无刺激，亲肤性好，泡沫细腻，抗菌能力强，具有良好的生物降解性和生物相容性等特点。
现有的氨基酸表面活性剂为了优化生物降解性，但是易造成去油污率降低，很难协调改进降解、去油污性能，同时产品的耐热稳定性差，限制了产品的使用效率。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，所述表面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液；其中所述面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液的物质质量比为（8-11）：（3-5）:2；
所述纳米粒改性剂的制备方法为：
S01：将纳米片状滑石粉加入到3-5倍的质量分数2%的硫酸水溶液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到预改性纳米片状滑石粉；
S02：将4-6份蒙脱土送入到10-15份壳聚糖水溶液中，然后加入1-3份羧甲基纤维素钠、0.45-0.55份十二烷基硫酸钠，搅拌均匀，随后再加入1-3份硝酸镧溶液，继续搅拌充分，得到蒙脱土液；
S03：将S01的预改性纳米片状滑石粉、蒙脱土液按照重量比1:5搅拌反应处理，搅拌结束、水洗、干燥；
S04：最后将S03产物置于球磨调节液中球磨改性处理，球磨转速为1000-1500r/min，球磨时间为20-30min，球磨结束、水洗、干燥，得到纳米粒改性剂。
优选地，所述表面活性剂基体为椰油酰氨基丙酸钠、月桂酰基谷氨酸钠中的一种。
优选地，所述壳聚糖水溶液的质量分数为4-8%。
优选地，所述硝酸镧溶液的质量分数为1-3%。
优选地，所述球磨调节液包括以下重量份原料：1-3份硅烷偶联剂、5-10份乙醇溶剂、2-5份磷酸缓冲溶液、4-8份羟基乙酸、2-5份十五烷基酚。
优选地，所述磷酸缓冲溶液的pH值为5.0-6.0。
优选地，所述添加界面液的制备方法为：
S11：将2-5份十六烷基三甲氧基硅烷加入到10-15份丙酮溶剂中，然后加入1-3份二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀；
S12：将3-5份纳米二氧化硅送入到5-10份海藻酸钠水溶液中搅拌均匀，然后加入1-3份盐酸，继续搅拌充分，水洗、干燥，得到添加剂；
S13：将添加剂加入到S11产物中继续搅拌充分混合，得到添加界面液。
优选地，所述海藻酸钠水溶液的质量分数为10-15%。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明氨基酸表面活性剂采用表面活性剂基体配合纳米粒改性剂、添加界面液，通过纳米粒改性剂、添加界面液二者协调配合，共同协效，增强产品的去污性能效果，以及优化产品的降解性，同时产品的耐热稳定性优异；纳米粒改性剂采用纳米片状滑石粉经过硫酸水溶液搅拌改性，提高其分散度和活性度，蒙脱土经过壳聚糖水溶液、羧甲基纤维素钠、十二烷基硫酸钠和硝酸镧溶液协配，制备的蒙脱土液具有高效的负载能力，能够协调纳米片状滑石粉经过球磨处理后，在基体表面能够负载基体表面，从而将表面活性剂更好的作用基体，形成优异的去污能力，同时纳米粒改性剂承载在产品中，提供优异的稳定性，而添加界面液采用纳米二氧化硅优化改性，再配合十六烷基三甲氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡，将原料的界面性增强，改进产品体系的协调效果，优化产品的降解、去污协调性，以及改进产品的耐热稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，所述表面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液；其中所述面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液的物质质量比为（8-11）：（3-5）:2。
本实施例的表面活性剂基体为椰油酰氨基丙酸钠、月桂酰基谷氨酸钠中的一种。
本实施例的纳米粒改性剂的制备方法为：
S01：将纳米片状滑石粉加入到3-5倍的质量分数2%的硫酸水溶液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到预改性纳米片状滑石粉；
S02：将4-6份蒙脱土送入到10-15份壳聚糖水溶液中，然后加入1-3份羧甲基纤维素钠、0.45-0.55份十二烷基硫酸钠，搅拌均匀，随后再加入1-3份硝酸镧溶液，继续搅拌充分，得到蒙脱土液；
S03：将S01的预改性纳米片状滑石粉、蒙脱土液按照重量比1:5搅拌反应处理，搅拌结束、水洗、干燥；
S04：最后将S03产物置于球磨调节液中球磨改性处理，球磨转速为1000-1500r/min，球磨时间为20-30min，球磨结束、水洗、干燥，得到纳米粒改性剂。
本实施例的壳聚糖水溶液的质量分数为4-8%。
本实施例的硝酸镧溶液的质量分数为1-3%。
本实施例的球磨调节液包括以下重量份原料：1-3份硅烷偶联剂、5-10份乙醇溶剂、2-5份磷酸缓冲溶液、4-8份羟基乙酸、2-5份十五烷基酚。
本实施例的磷酸缓冲溶液的pH值为5.0-6.0。
本实施例的添加界面液的制备方法为：
S11：将2-5份十六烷基三甲氧基硅烷加入到10-15份丙酮溶剂中，然后加入1-3份二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀；
S12：将3-5份纳米二氧化硅送入到5-10份海藻酸钠水溶液中搅拌均匀，然后加入1-3份盐酸，继续搅拌充分，水洗、干燥，得到添加剂；
S13：将添加剂加入到S11产物中继续搅拌充分混合，得到添加界面液。
本实施例的海藻酸钠水溶液的质量分数为10-15%。
实施例1.
本实施例的一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，所述表面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液；其中所述面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液的物质质量比为8：3:2。
本实施例的表面活性剂基体为椰油酰氨基丙酸钠、月桂酰基谷氨酸钠中的一种。
本实施例的纳米粒改性剂的制备方法为：
S01：将纳米片状滑石粉加入到3倍的质量分数2%的硫酸水溶液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到预改性纳米片状滑石粉；
S02：将4份蒙脱土送入到10份壳聚糖水溶液中，然后加入1份羧甲基纤维素钠、0.45份十二烷基硫酸钠，搅拌均匀，随后再加入1份硝酸镧溶液，继续搅拌充分，得到蒙脱土液；
S03：将S01的预改性纳米片状滑石粉、蒙脱土液按照重量比1:5搅拌反应处理，搅拌结束、水洗、干燥；
S04：最后将S03产物置于球磨调节液中球磨改性处理，球磨转速为1000r/min，球磨时间为20min，球磨结束、水洗、干燥，得到纳米粒改性剂。
本实施例的壳聚糖水溶液的质量分数为4%。
本实施例的硝酸镧溶液的质量分数为1%。
本实施例的球磨调节液包括以下重量份原料：1份硅烷偶联剂、5份乙醇溶剂、2份磷酸缓冲溶液、4份羟基乙酸、2份十五烷基酚。
本实施例的磷酸缓冲溶液的pH值为5.0。
本实施例的添加界面液的制备方法为：
S11：将2份十六烷基三甲氧基硅烷加入到10份丙酮溶剂中，然后加入1份二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀；
S12：将3份纳米二氧化硅送入到5份海藻酸钠水溶液中搅拌均匀，然后加入1份盐酸，继续搅拌充分，水洗、干燥，得到添加剂；
S13：将添加剂加入到S11产物中继续搅拌充分混合，得到添加界面液。
本实施例的海藻酸钠水溶液的质量分数为10%。
实施例2.
本实施例的一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，所述表面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液；其中所述面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液的物质质量比为11：5:2。
本实施例的表面活性剂基体为椰油酰氨基丙酸钠、月桂酰基谷氨酸钠中的一种。
本实施例的纳米粒改性剂的制备方法为：
S01：将纳米片状滑石粉加入到5倍的质量分数2%的硫酸水溶液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到预改性纳米片状滑石粉；
S02：将6份蒙脱土送入到15份壳聚糖水溶液中，然后加入3份羧甲基纤维素钠、0.55份十二烷基硫酸钠，搅拌均匀，随后再加入3份硝酸镧溶液，继续搅拌充分，得到蒙脱土液；
S03：将S01的预改性纳米片状滑石粉、蒙脱土液按照重量比1:5搅拌反应处理，搅拌结束、水洗、干燥；
S04：最后将S03产物置于球磨调节液中球磨改性处理，球磨转速为1500r/min，球磨时间为30min，球磨结束、水洗、干燥，得到纳米粒改性剂。
本实施例的壳聚糖水溶液的质量分数为8%。
本实施例的硝酸镧溶液的质量分数为3%。
本实施例的球磨调节液包括以下重量份原料：3份硅烷偶联剂、10份乙醇溶剂、5份磷酸缓冲溶液、8份羟基乙酸、5份十五烷基酚。
本实施例的磷酸缓冲溶液的pH值为6.0。
本实施例的添加界面液的制备方法为：
S11：将5份十六烷基三甲氧基硅烷加入到15份丙酮溶剂中，然后加入3份二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀；
S12：将5份纳米二氧化硅送入到10份海藻酸钠水溶液中搅拌均匀，然后加入3份盐酸，继续搅拌充分，水洗、干燥，得到添加剂；
S13：将添加剂加入到S11产物中继续搅拌充分混合，得到添加界面液。
本实施例的海藻酸钠水溶液的质量分数为15%。
实施例3.
本实施例的一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，所述表面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液；其中所述面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液的物质质量比为9.5：4:2。
本实施例的表面活性剂基体为椰油酰氨基丙酸钠、月桂酰基谷氨酸钠中的一种。
本实施例的纳米粒改性剂的制备方法为：
S01：将纳米片状滑石粉加入到4倍的质量分数2%的硫酸水溶液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到预改性纳米片状滑石粉；
S02：将5份蒙脱土送入到12.5份壳聚糖水溶液中，然后加入2份羧甲基纤维素钠、0.50份十二烷基硫酸钠，搅拌均匀，随后再加入2份硝酸镧溶液，继续搅拌充分，得到蒙脱土液；
S03：将S01的预改性纳米片状滑石粉、蒙脱土液按照重量比1:5搅拌反应处理，搅拌结束、水洗、干燥；
S04：最后将S03产物置于球磨调节液中球磨改性处理，球磨转速为1250r/min，球磨时间为25min，球磨结束、水洗、干燥，得到纳米粒改性剂。
本实施例的壳聚糖水溶液的质量分数为6%。
本实施例的硝酸镧溶液的质量分数为2%。
本实施例的球磨调节液包括以下重量份原料：2份硅烷偶联剂、7.5份乙醇溶剂、3.5份磷酸缓冲溶液、6份羟基乙酸、3.5份十五烷基酚。
本实施例的磷酸缓冲溶液的pH值为5.5。
本实施例的添加界面液的制备方法为：
S11：将3.5份十六烷基三甲氧基硅烷加入到12.5份丙酮溶剂中，然后加入2份二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀；
S12：将4份纳米二氧化硅送入到7.5份海藻酸钠水溶液中搅拌均匀，然后加入2份盐酸，继续搅拌充分，水洗、干燥，得到添加剂；
S13：将添加剂加入到S11产物中继续搅拌充分混合，得到添加界面液。
本实施例的海藻酸钠水溶液的质量分数为12.5%。
测试12天后的降解度（降解度测试的是表面活性剂基体的降解度，由于纳米粒改性剂、添加界面液中的纳米粒子无需降解，可回收利用）；
实施例1-3的产品具有优异的降解性能效果。
对比例1.
与实施例3不同是未添加纳米粒改性剂。
对比例2.
与实施例3不同是纳米粒改性剂的制备方法不同，未采用蒙脱土液处理。
对比例3.
与实施例3不同是蒙脱土液制备中未加入硝酸镧溶液。
对比例4.
与实施例3不同是纳米粒改性剂的制备方法中未采用球磨调节液处理。
对比例5.
与实施例3不同是球磨调节液的制备中未加入十五烷基酚。
对比例6.
与实施例3不同是未加入添加界面液。
实施例1-3及对比例1-6产品在常规条件下去污性能测试，同时产品置于50℃下存放24h测试耐温性能，测试结果如下：
从实施例1-3及对比例1-6可看出，本发明实施例3中的产品不仅具有优异的降解性，同时产品的去污值效果优异，二者性能协调改进，以及产品的耐温性能稳定；
未添加纳米粒改性剂、添加界面液中的一种，产品的去油性能显著变差，以及耐温稳定性变差明显，采用纳米粒改性剂、添加界面液二者协调，产品的性能改进明显；
纳米粒改性剂的制备方法不同，未采用蒙脱土液处理，蒙脱土液制备中未加入硝酸镧溶液，纳米粒改性剂的制备方法中未采用球磨调节液处理，球磨调节液的制备中未加入十五烷基酚，产品的性能均有变差趋势，只有采用本发明的方法制备的纳米粒改性剂配合本发明的方法制备的添加界面液，产品的性能效果最为明显，采用其他方法代替均不如本发明效果显著。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，其特征在于，所述表面活性剂为表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液；其中所述表面活性剂中表面活性剂基体、纳米粒改性剂和添加界面液的物质质量比为（8-11）：（3-5）:2；
所述纳米粒改性剂的制备方法为：
S01：将纳米片状滑石粉加入到3-5倍的质量分数2%的硫酸水溶液中搅拌均匀，然后水洗、干燥，得到预改性纳米片状滑石粉；
S02：将4-6份蒙脱土送入到10-15份壳聚糖水溶液中，然后加入1-3份羧甲基纤维素钠、0.45-0.55份十二烷基硫酸钠，搅拌均匀，随后再加入1-3份硝酸镧溶液，继续搅拌充分，得到蒙脱土液；
S03：将S01的预改性纳米片状滑石粉、蒙脱土液按照重量比1:5搅拌反应处理，搅拌结束、水洗、干燥；
S04：最后将S03产物置于球磨调节液中球磨改性处理，球磨转速为1000-1500r/min，球磨时间为20-30min，球磨结束、水洗、干燥，得到纳米粒改性剂；
表面活性剂基体为椰油酰氨基丙酸钠、月桂酰基谷氨酸钠中的一种；所述球磨调节液包括以下重量份原料：1-3份硅烷偶联剂、5-10份乙醇溶剂、2-5份磷酸缓冲溶液、4-8份羟基乙酸、2-5份十五烷基酚；所述添加界面液的制备方法为：
S11：将2-5份十六烷基三甲氧基硅烷加入到10-15份丙酮溶剂中，然后加入1-3份二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀；
S12：将3-5份纳米二氧化硅送入到5-10份海藻酸钠水溶液中搅拌均匀，然后加入1-3份盐酸，继续搅拌充分，水洗、干燥，得到添加剂；
S13：将添加剂加入到S11产物中继续搅拌充分混合，得到添加界面液。
2.根据权利要求1所述一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，其特征在于，所述壳聚糖水溶液的质量分数为4-8%。
3.根据权利要求1所述一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，其特征在于，所述硝酸镧溶液的质量分数为1-3%。
4.根据权利要求1所述一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，其特征在于，所述磷酸缓冲溶液的pH值为5.0-6.0。
5.根据权利要求1所述一种可生物降解的氨基酸表面活性剂，其特征在于，所述海藻酸钠水溶液的质量分数为10-15%。
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