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研究生： 王建富
Chien-fu Wang
論文名稱： 聚乙二醇烷基醚之改質及其界面性質
Modifications of polyoxyethylenated alkyl ether and their surface activities
指導教授： 陳耿明
Keng-ming Chen
口試委員: 郭中豐
Chung-Feng Kuo
許應舉
Ying-Gev Hsu
蘇清淵
Ching-Iuan Su
林河木
Ho-Mu Lin
王英靖
Ying-jing Wang
劉興鑑
Xing-jian Liu
學位類別： 博士
Doctor
系所名稱： 工程學院 - 材料科學與工程系
Department of Materials Science and Engineering
論文出版年： 2010
畢業學年度： 98
語文別： 中文
論文頁數： 120
中文關鍵詞： 生物分解性改質 、界面活性 、多陰離子改質 、相互作用 、粒徑 、複合體結構
外文關鍵詞： biodegradable modified, surface activity, multi-anionic modified, interaction, particle size, complex formation
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    • 摘 要
    本論文係探討ㄧ系列改質界面活性劑之合成及界面性質，以非離子聚乙二醇十八烷基醚界面活性劑為主體，內容包括二種新型機能性界面活性劑之改質。
    第一部分為將非離子聚乙二醇十八烷基醚導入糊精改質成生物分解性，並探討其在染色工業上之應用，此項改質除增加界面活性劑之活性（可提高織物洗淨力及精練漂白處理後之織物白度）外，又具有生物可分解性，在環境問題上可降低污染。
    所合成的產物以元素分析、紅外線光譜分析及核磁共振光譜確認其構造，所測試之界面性質包括表面張力、接觸角、起泡性等。在精練漂白上，合成產物可使棉布白度增加且吸水性增加，表示其有良好之精練性。
    合成產物之生物分解性改質界面活性劑因構造中同時具有多種疏水基及親水基，呈現界面活性劑之特殊構造及良好的界面性質，較傳統界面活性劑更具附加價值。
    第二部分為非離子之聚乙二醇十八烷基醚構造中導入陰離子，形成多種親水基改質之陰非離子界面活性劑，除基本性質如表面張力、起泡性、濕潤性等機能外，並測定應用性質之染料與界面活性劑之相互作用、染色性，了解染色機構，以作為染色助劑之用途。
    由直接染料染棉之染著情形及與染料-助劑間之相互作用，結果顯示皆因染料構造不同，染料-助劑複合體凝集或解凝集之作用，造成染色有促染或緩染之效果。

    ABSTRACT
    In this study, a series of modified surfactants were prepared and the surface activities were investigated. It relied mainly on surface activity of nonionic polyoxyethylenated stearyl ether. The content includes two kinds of new function modified surfactants.
    Part 1 contains the preparation of biodegradable modified surfactants by reacting dextrin-derived with polyoxyethylenated stearyl ether. The surface active properties for fabrics were improved for application in dyeing industry. Besides the increasing surface activity of surfactants, can to improve the whiteness of cotton fabric, cleaning power and biodegradable to reduce environmental pollution.
    The structure of these surfactants has been confirmed by EA, FTIR and 1H-NMR while the surface activities were evaluated by surface tension, contact angel and foaming properties. These surfactants exhibit excellent functional properties of surface activities. In application on cotton bleaching procedures, these surfactants increase the wetting power of the fibers of grey fabrics and also increase the whiteness of bleached cotton.
    Biodegradable modified surfactants possess hydrophilic groups and hydrophobic groups, exhibiting specific structure and surface activities better than traditional surfactants.
    Part 2 contains the preparation of multi-anionic modified surfactants were prepared by reacting anionic with nonionic polyoxyethylenated stearyl ether. For multi-anionic and nonionic hydrophilic surfactant, possess the function properties including surface tension, foam properties and wetting, can use dye auxiliary to determine interaction of dye and surfactant, dyeability and dyeing mechanism.
    The dyeing properties on cotton-direct dye systems were studied via the spectrophotometric method. The aggregation of direct dyes in dye-surfactant systems was found to influence the rate of cotton dyeing. The disaggregations of direct dyes in the presence of surfactants increase the dye uptake of cotton. On the other hand, the formations of dye-surfactant complex retard the speed of dye uptake at leveling fabric dyeing.

    目 錄 摘 要 ....................................................................................................Ⅰ ABSTRACT Ⅲ 誌 謝…….…… Ⅴ 目 錄…….…… Ⅵ 圖目錄… Ⅹ 表目錄… ⅩⅢ 第1章 前言 1 1.1 傳統界面活性劑之構造及性質特徵 ……………………….1 第2章 研究目的 7 2.1 傳統界面活性劑改質之方向…………………………………... 7 2.2 研究目的………………………………………………………... 7 第3章 實驗 9 3.1 實驗用試藥 ………………………………………………….. 9 3.1.1 合成原料 9 3.1.2 試藥 10 3.1.3 螢光試劑 12 3.1.4 染料 13 3.2 主要實驗設備 ……………………………………………..15 3.3 實驗方法 ………………………………………………………17 3.3.1 合成 17 3.3.1.1 生物分解性改質系列 17 3.3.1.2 多陰離子改質系列 20 3.3.2 分析 22 3.3.2.1 純化 22 3.3.2.2 酸價測試 22 3.3.2.3 構造分析 23 3.3.3 基本性質測定 24 3.3.3.1 表面張力 24 3.3.3.2 接觸角 24 3.3.3.3 起泡性 25 3.3.3.4 螢光性質 25 3.3.3.5 陰離子基數 26 3.3.3.6 界面活性劑在空氣/水界面之過量表面濃度 27 3.3.4 應用性質測定 28 3.3.4.1 精練、漂白試驗之測定染色性 28 3.3.4.2 乳化性 29 3.3.4.3 染料與界面活性劑之相互作用 29 3.3.4.4 生物分解率測定 30 3.3.4.5 染色性 34 第4章 結果與討論 36 4.1 生物分解性改質系列 ……………………………………….. 36 4.1.1 合成與構造分析 36 4.1.1.1 合成 36 4.1.1.2 分子構造之確認 36 4.1.2 基本性質 39 4.1.2.1 表面張力 39 4.1.2.2 接觸角 44 4.1.2.3 起泡性 46 4.1.2.4 螢光性質 48 4.1.3 應用性質 50 4.1.3.1 精練性 50 4.1.3.2 乳化性 52 4.1.3.3 分散染料與界面活性劑之相互作用 54 4.1.3.4 生物分解率 62 4.1.4 結論 63 4.2 多陰離子改質系列 ……………………………………….. 65 4.2.1 合成與構造分析 65 4.2.1.1 合成 65 4.2.1.2 利用純化確認反應率 67 4.2.1.3 分子構造之確認 69 4.2.2 基本性質 73 4.2.2.1 表面張力 73 4.2.2.2 接觸角 76 4.2.2.3 起泡性 77 4.2.2.4 螢光性質 78 4.2.3 應用性質 80 4.2.3.1 精練性 80 4.2.3.2 乳化性 82 4.2.3.3 直接染料與界面活性劑之相互作用 85 4.2.3.4 染色性 90 4.2.4 結論 94 第5章 總結論 95 第6章 參考文獻 96 圖 目 錄 圖 1-1 界面活性劑之構造 2 圖 3-1 接觸角示意圖 25 圖 4-1 生物分解性改質系列之FT-IR光譜圖 37 圖 4-2 生物分解性改質系列之1H-NMR光譜圖 38 圖 4-3 生物分解性改質系列之表面張力圖 42 圖 4-4 泡沫形成示意圖...........................................................................46 圖 4-5 生物分解性改質系列之螢光圖 49 圖 4-6 生物分解性改質系列之I1/I3比值圖 49 圖 4-7 生物分解性改質系列之粒徑分佈圖 52 圖 4-8 生物分解性改質系列之界面電位圖 53 圖 4-9 1800-Dextrin 與C.I. Disperse Blue 56之相互作用 55 圖 4-10 1807-Dextrin 與C.I. Disperse Blue 56之相互作用 56 圖 4-11 1820-Dextrin 與C.I. Disperse Blue 56之相互作用 56 圖 4-12 1830-Dextrin 與C.I. Disperse Blue 56之相互作用 57 圖 4-13 1800-Dextrin 與C.I. Disperse Yellow 218之相互作用 57 圖 4-14 1807-Dextrin 與C.I. Disperse Yellow 218之相互作用 58 圖 4-15 1820-Dextrin 與C.I. Disperse Yellow 218之相互作用 58 圖 4-16 1830-Dextrin 與C.I. Disperse Yellow 218之相互作用 59 圖 4-17 1800-Dextrin 與C.I. Disperse Red 60之相互作用 59 圖 4-18 1807-Dextrin 與C.I. Disperse Red 60之相互作用 60 圖 4-19 1820-Dextrin 與C.I. Disperse Red 60之相互作用 60 圖 4-20 1830-Dextrin 與C.I. Disperse Red 60之相互作用 61 圖 4-21 生物分解性改質系列之生物分解率 62 圖 4-22 多陰離子改質系列之FT-IR光譜圖 71 圖 4-23 1815-FA多陰離子改質系列之1H-NMR光譜圖 72 圖 4-24 多陰離子改質系列之表面張力圖 74 圖 4-25 多陰離子改質系列之螢光光譜圖 78 圖 4-26 多陰離子改質系列之I1/I3濃度圖 79 圖 4-27 多陰離子改質界面活性劑乳液之粒徑分佈圖 83 圖 4-28 多陰離子改質界面活性劑乳液之平均粒徑 83 圖 4-29 多陰離子改質界面活性劑乳液之剪切應力 84 圖 4-30 多陰離子改質界面活性劑乳液之體積高度圖 84 圖 4-31 1815-FA多陰離子改質界面活性劑與染料C.I. Direct Blue 86之相互作用 88 圖 4-32 1815-FA多陰離子改質界面活性劑與染料C.I. Direct Orange 39之相互作用 88 圖 4-33 1815-FA多陰離子改質界面活性劑與染料C.I. Direct Red 83之相互作用…………………………………………………..….........89 圖 4-34 多陰離子改質系列與染料C.I. Direct Blue 86之染著曲線圖 92 圖 4-35 多陰離子改質系列與染料C.I. Direct Orange 39之染著曲線圖 92 圖 4-36 多陰離子改質系列與染料C.I. Direct Red 83之染著曲線圖 93 表 目 錄 表 3-1 生物分解性改質系列之界面活性劑 19 表 3-2 多陰離子改質系列之界面活性劑 21 表 4-1 生物分解性改質系列之界面活性 43 表 4-2 生物分解性改質系列之接觸角 45 表 4-3 生物分解性改質系列之起泡性 47 表 4-4 生物分解性改質系列之吸水性和白度的能力 51 表 4-5 多陰離子改質系列之酸價及反應率 68 表 4-6 多陰離子改質系列之元素分析 70 表 4-7 多陰離子改質系列之界面活性 75 表 4-8 多陰離子改質系列之接觸角 76 表 4-9 多陰離子改質系列之起泡性 77 表 4-10 多陰離子改質系列之吸水性和白度的能力 81

    參考文獻
    1. K. R. F. Cockett, Industrial Application of Surfactants, RSC, London, 205 (1988).
    2. R. Piorr, Surfactants in Consumer Products, Sevak Publication, Bombay, 22 (1987).
    3. M. T. Schick, F. M. Fowkes, Surfactant Biodegradation, Marcel Dekker, New York, 513 (1987).
    4. D. Balzer, H. Lauder, Nonionic Surfactants, Marcel Dekker, New York, 365 (2000).
    5. C. Richard, Process for preparation of alkyl glucosides and alkyl oligosaccharides. US 3839318 (1974).
    6. W. K. Langdon, Glycoside polyethers. US 4011389 (1977).
    7. R. H. Peters, Textile Chemistry, Vol. III. The Physical Chemistry of Dyeing,Elsevier Scientific, New York, 379 (1975).
    8. K. Kaeriyama, K. Miyata, Dye leveling agent for dyeing cellulosic fiber. JP 61089383 (1986).
    9. E. G. Tsatsaroni, I. C. Eleftheriadis, A. H. Kehayoglou, J. Soc. Dyers Colour, 106, 245 (1990).
    10. J. Cegarra, A. Riva, J. Soc. Dyers Colour, 104, 227 (1988).
    11. T. Cosgrove, J. H. E. Hone, Langmuir, 14, 5372 (1998).
    12. J. Greener, B. A.Contestable, M. D. Bale, Macromolecules, 20, 2490 (1987).
    13. 林清安, 界面活性劑與紡織工業應用, 第10 ~119頁, 台北, 臺灣區絲織工業同業公會, 民國93年。
    14. 土肥義治, 生分解性高分子材料, 第12~15頁, 東京, 工業調查會,民國79年。
    15. 小田良平, 寺村一広, 界面活性劑の合成と其應用, 第153~154頁,東京,槇書店（1959）。
    16. A. W. Rowe, R. M. Counce, S. A. Morton, Ind. Eng. Chem., 41, 1787 (2002).
    17. 張小萍, 環境檢驗通訊雜誌, 第40期, 台灣, 民國91年1月。
    18. 菊池幹夫, 渡辺のぶ子, 小河原道正, 紺野良子, 桜井博, 中島秀和, 水質汚濁研究, 11, 248-256 (1988).
    19. P. H. Yen, K. M. Chen, J. Soc. Dyers Colour, 114, 160 (1998).
    20. P. H. Yen, K. M. Chen, J. Soc. Dyers Colour, 115, 88 (1999).
    21. C. L. Bird, W. S. Boston, The Theory of Coloration of Textiles, The Dyers Company Publication Trust, Bradford, 90 (1975).
    22. V. Kubicek, K. Nemcova, 68, 183 (2006).
    23. Y. Jiang, J. Colloid Interface Sci., 274, 237 (2004).
    24. C. Kartal, H. Akbas, Dyes and Pigments, 65, 191 (2005).
    25. S. M. Ghoreishi, M. Behpour, A. Ghafari Farsani, Dyes and Pigments, 74, 585 (2007).
    26. S. Barbara, K. Mateja, Dyes and Pigments, 76, 104 (2008).
    27. T. Sibel, D. Osman, Fluid Phase Equilibr, 251, 1 (2007).
    28. A. Navarro, J. Cegarra, J. Valldeperas, D. Jocic, Dyes and Pigments, 69, 40 (2006).
    29. M. N. Khana, A. Sarwar, Fluid Phase Equilibr, 239, 166 (2006).
    30. C. Ouyang, S. Chen, B. Che, G. Xue, Colloids Surf. A, 301, 346 (2007).
    31. C. C. Lai, K. M. Chen, J. Appl. Polym. Sci., 102, 3559 (2006).
    32. H. J. Wang, K. M. Chen, Journal of Applied Polymer Science, 104, 2620 (2007).
    33. H. J. Wang, K. M. Chen, Colloids and Surfaces A: Physicochem. and Eng. Asp. , 281,190~193 (2006).
    34. H. J. Wang, K. M. Chen, J. Appli. Polym. Sci., 98, 711 (2005).
    35. L. H. Lin, K. M. Chen, Colloid and Surface, 272, 8-14 (2006).
    36. L. H. Lin, K. M. Chen, J. Appli. Polym. Sci., 102, 3498 (2006).
    37. F. Leicester, S. B. Hamilton, G. S. Stephen, Quantitative Chemical Analysis, New York, 510 (1964).
    38. S. Wang, R. E. Marchant, Macromolecules, 37, 3353 (2004).
    39. C. Q. Yang, Textile Res. J., 61, 433 (1991).
    40. M.J. Rosen, Surfactants and Interfacial Phenomena, Wiley-Interscience, New York, 174 (1978).
    41. M. Milwidsky, M. Gabriel, Detergent Analysis, 70 (1982).
    42. O. Toledano, S. Magdassi, J.Colloid Interface Sci., 193, 172 (1997).
    43. K. Nyuta, T. Yoshimura, K. Esumi, J. Colloid Interface Sci., 301, 267 (2006).
    44. T. Yoshimura, T. Ichinokawa, M. Kaji, K. Esumi, Colloids Surf. A, 273, 208 (2006).
    45. JIS-L-1096 Water Absorption Speed Test Method B (Byreck Method).
    46. F. Tokiwa, T. Imamura, JAOCS. , 47, 117 (1970)
    47. D. Neupane, J. Park, Chemosphere, 38, 1 (1999).
    48. 廖明隆, 界面化學與界面活性劑, 第1-33 頁, 鼎文書局有限公司,台北, 民國92 年。
    49. M. J. Rosen., Surfactants and Interfacial Phenomena, Wiley, New York, 83~221 (1978).
    50. K. L. Mittal, Micellization, Solubilization, and Micro- mulsions, Plenum Press, New York, 87-111 (1977).
    51. 王鳳英, 界面活性劑的原理與應用, 第35-89 頁, 高立圖書有限公司, 台北, 民國82 年。
    52. 北原文雄等, 界面活性劑物性、應用、化學生態學, 第85~96 頁, 台北, 復漢出版社, 民國72 年。
    53. C. C. Ruiz, F. G. Sanchez, J. Colloid and Interface Sci., 165, 110 (1994).
    54. M. G. Neumann, M. J. Tiera, Pure & Appl. Chem., 69, 791 (1997).
    55. K. Nyuta, T. Yoshimura, K. Esumi, J.Colloid and Interface Sci., 301, 267 (2006).
    56. L. H. Lin, K. M. Chen, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 272, 8 (2006).
    57. J. M. O’Connor, M. Scardera, F. R. Grosser, USP 4,533, 485 (1985).
    58. W. Bonin, USP 4,250,077 (1981).
    59. C. Kim, Y. L. Hsieh, Colloids and Surfaces A：Physcochem. Eng. Aspects, 187, 385 (2001).
    60. A. Zdziennicka, B. Janczuk, W. Wojcik, J.Colloid Interface Sci., 268, 200 (2003).
    61. R. Sanchez-Vioque, C. L. Bagger, C. Rabiller, J. Gueguen, J. Colloid Interface Sci. , 244, 386 (2001).
    62. F. Gao, Dyes and Pigments, 52, 223 (2002).
    63. R. Zana, Surfactant Solutions: New Methods of Investigation, Marcel Dekker, New York, 264 (1986).
    64. R. Piorr, Surfactants in Consumer Products, Sevak Publication, Bombay, 22 (1987).
    65. T. S. Wu, K.M. Chen, J. Soc. Dyers Colour. , 108, 388 (1992).
    66. E. G. Tsatsaroni, I. C. Eleftheriadis, A. H. Kehayoglou, J. Soc. Dyers Colour, 106, 245 (1990).
    67. J. Cegarra, A. Riva, J. Soc. Dyers Colour, 104, 227 (1988).
    68. E. Coates, J. Soc. Dyers Colour, 85, 355 (1969).
    69. C. Ouyang, S. Chen, B. Che, G. Xue, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, vol.301, 346 (2007).
    70. H. Akbas, C. Kartal, Dyes and Pigments, 72, 383 (2007).
    71. S. Tunc, O. Duman, Fluid Phase Equilibria, 251, 1 (2007).
    72. C. L. Bird, W. S. Boston, The Theory of Coloration of Textiles, The Dyers Company Publication Trust, Bradford, 90 (1975).
    73. P.H. Yen, K.M. Chen, J. Soc. Dyers Colour, 114, 160 (1998).
    74. R. Ali, T. Bagha, H. Bahrami, B. Movassagh, M. Arami, F. M. Menger, and Dyes and Pigments, 72, 331 (2007).
    75. R. H. Peters, Textile Chemistry, 3, Elsevier, New York, 379 (1975).
    76. Japan Kokai, 61-89383 (1986).
    77. S. M. Burkinshaw, R. Krishna, Dyes and Pigments, 27, 113 (1995).
    78. Y. Nemoto, Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 19, 136 (1980).
    79. Color Index, The Society of Dyes and Colourists, 4, 4274-4368, 4619 (1971).

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