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十二烷基硫酸鈉(K12)理化性能及應用領域

中文名:十二烷基硫酸鈉
英文名:Sodium dodecyl sulfate(SDS)
別名:椰油醇(或月桂醇)硫酸鈉、K12、發泡劑等。
化學式:C12H25SO4Na
分子量:288.38
性質:白色或淡黃色粉狀,易溶于水,與陰離子、非離子復配伍性好,穩定性較差,不耐強酸、強堿和高溫,生物降解快,對硬水不敏感。是一種無毒的陰離子表面活性劑,具有良好的乳化、發泡、滲透、去污和分散性能。
HLB:40(表面活性劑為具有親水基團和親油基團的兩種分子,表面活性劑分子中親水基和親油基之間的大小和力量平衡程度的量,定義為表面活性劑的親水親油平衡值。親水親油轉折點HLB為10,小于10為親油性,大于10為親水性。),十二烷基硫酸鈉屬于親水基表面活性劑
PH:6.5—7.5;7.5-9.5
熔點(℃):204—207;180-185
相對密度(水=1):1.09; 堆積密度:0.25g/mL
危害:對粘膜和上呼吸道有刺激作用,對眼和皮膚有刺激作用。可引起呼吸系統過敏性反應。本品可燃,具刺激性,具致敏性。遇明火、高溫可燃。受熱分解放出有毒氣體。有害燃燒產物:一氧化碳、二氧化碳、硫化物、氧化物。

十二烷基硫酸鈉應用領域:
1、具有良好的潤濕、乳化、去污、發泡性能。
2、洗化行業:牙膏、洗發香波、化妝品、洗滌劑等。
3、建材行業:石膏板、混凝土添加劑、涂料等。
4、皮革行業:皮革松軟劑、羊毛清洗劑等。
5、造紙行業:蒸煮滲透劑、廢水絮凝劑、廢紙脫墨劑等。
6、助劑:紡織助劑、塑料助劑等。
7、滅火:油井滅火劑、滅火器材等。
8、礦選:礦物浮選劑、水煤漿等。
9、去垢劑:十二烷基硫酸鈉是一種常用的離子型去垢劑,可使細胞膜崩解,與膜蛋白疏水部分結合并使其與膜分離,高濃度的SDS還可以破壞蛋白質中的離子鍵和氫鍵等非共價鍵,甚至改變蛋白質的構象。這一特性常用于蛋白質成分分析的SDS凝膠電泳。

制備方法:大規模生產可用十二醇(月桂醇)與氣相SO3硫酸化后在中和而得。
具體工藝過程:R-OH+ SO3→R-O-SO3H+NaOH→R-O-SO3Na
SO3氣體質量分數為4%-5%,SO3與脂肪醇的摩爾比為(1.02-1.03):1,由于K12的穩定性較差,硫酸化后必須立刻進行中和。
也可由十二醇(月桂醇)與氯磺酸反應得:
C12H25OH+SO3→C12H25OSO3H
C12H25OH+ClSO3H→C12H25OSO3H+HCl
C12H25OSO3H+NaOH→C12H25OSO3Na+H2O
其副反應為醇和鹽酸生成氯烷ROH+HCl→RCl+H2O,副反應隨溫度升高而升高,可以通過溫度下降或快速移去生成的HCl抑制副產物的生成。
工藝特點:反應裝置為管式反應器。首先用HCl把月桂醇進行飽和。用氯磺酸作磺化劑,反應緩和,放熱量較小,易控制;產品純度高;“三廢”污染低。
工藝操作:月桂醇以334g/mL,HCl以40.5g/min通過計量器進入飽和室,然后在21.4℃下將月桂醇的HCl溶液通入反應器與氯磺酸反應。反應物經汽液分離后,硫酸化產物從分離器底部流入中和釜。在50℃下用30%的NaOH中和得液體產品,噴霧干燥得固體產品。
噴霧干燥:將溶液、膏狀物或含有微粒的懸浮液通過噴霧而成霧狀細滴分散于熱氣流中,使水汽迅速氣化而達到干燥的目的。
主要儀器與藥品:燒杯,四口燒瓶,滴液漏斗,分液漏斗,量筒,溫度計,錐形瓶,回流冷凝管,托盤天平,水浴鍋,電動攪拌器。NaOH, NaCl, 98%硫酸,十二烷基苯,PH試紙。
實驗內容:
1、磺化
在裝有攪拌器。溫度計、滴液漏斗和回流冷凝管的250mL的四口燒瓶中加入35mL(34.6g)十二烷基苯,攪拌下緩慢加入35mL98%的濃硫酸,溫度控制在40℃以下,加完后升溫至65℃-70℃,反應2h。
2、分酸
將上述磺化混合物降溫至40℃-50℃,緩慢滴加約15mL的水,倒入分液漏斗中,靜置分層,放掉下層的水和無機鹽,保留上層有機相。
注意:如果分酸的溫度過低,析出的無機鹽會堵塞分液漏斗,使分酸困難。
3、中和
配置80mL10%NaOH溶液,取60mL-70mL加入到250mL的四口燒瓶中,攪拌下緩慢加入上述有機相,控制溫度為40℃-50℃,用10%NaOH調節PH=7-8,并記錄下10%NaOH的總用量。
4、鹽析
與上述反應體系中,加入少量氯化鈉,滲圈實驗清晰后過濾,得到白色膏狀烷基苯磺酸鈉,稱重。

注意事項:
1、磺化反應為劇烈放熱反應,需嚴格控制加料速度及反應溫度。
2、分酸時應控制加料速度和溫度,攪拌要充分,避免結塊。
3、硫酸,磺酸,廢酸,氫氧化鈉均有腐蝕性,操作時切勿濺到手上和衣物上。

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