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聚乙二醇脂肪酸酯（Polyethylerie glycol fatty acid ester）是一种性能优良的醚-酯类非离子表面活性剂，具有高乳化性、润湿性和增溶性等特点，可以替代脂肪醇聚氧乙烯，广泛用于日用化工、食品、农药、纺织、全属加工等领域，是我国重点发展精细化工产品之一。本论文分别采用酯交换法和酯化法两种路线合成这类新型的非离子表面活性剂，对其反应条件、催化剂和基本的物化性能进行了研究。
实验分别制备了两种用于合成聚乙二醇脂肪酸酯的催化剂，固体超强酸S2O82-/ZrO2-CeO2和固体碱CaO/ZrO2。（1）S2O82-/ZrO2-CeO2的制备工艺是：原料投料n（Zr）：n（Ce）=19：1，0℃的条件下陈化24h，110℃下干燥12h，0.5mol/L的（NH4）2S2O8溶液按15mL/g的用量浸渍5h，活化温度600℃；通过XRD、FTIR、BET、TEM、DSC/TG等分析手段对其结构进行了表征，并考察了其对乳酸丁酯合成反应的催化活性。结果表明，Ce的引入可以有效地抑制ZrO2晶粒由四方相向单斜晶相转变和催化剂表面含硫物种的流失；当焙烧温度高于500℃时，体系内部有四方相Ce0.16Zr0.84O2固溶体形成，最佳焙烧温度为600℃。在n（乳酸）：n（正丁醇）=1.0：3.0，w（S2O82-/ZrO2-CeO2）=12.0％，反应温度145℃，反应时间2.0 h的条件下，S2O82-/ZrO2-CeO2催化剂对乳酸的酯化率达96.6％。（2）CaO/ZrO2催化剂的制备工艺是：将一定量的ZrO2·xH2O粉体在1.0mol/L的硝酸钙水溶液中浸渍3.0h（15ml/g），在80℃下干燥4.0h后，在600℃下焙烧4.0h。
酯交换法：实验分别考察了催化剂种类、催化剂用量、反应温度、原料配比和反应时间等对产物的产率的影响。结果表明，在m（菜籽油脂肪酸甲酯）：m（PEG400）=2.0：1.0，w（催化剂）=8.0％（相对甲酯质量），温度130℃，反应时间7.5h的条件下，用固体酸作催化剂的时候，其反应的最大产率在82.85％左右，而用固体碱CaO/ZrO2作催化剂的时候，其反应的最大产率在91.56％左右，催化剂可以多次重复使用。产物浊点53℃、表面张力35mN/m、乳化性361s、润湿力59s，说明具有很好的表面活性。
酯化法：同样考察了聚乙二醇脂肪酸酯合成反应中的各因素，如催化剂用量、反应温度、原料配比和反应时间等对产物的酯化率性能的影响。结果表明，S2O82-/ZrO2-CeO2具有较好的催化活性；合成聚乙二醇脂肪酸酯的最佳条件为：n（月桂酸）：n（聚乙二醇400）=1.3：1.0，w（S2O82-/ZrO2-CeO2）=12.0％（相对于月桂酸），油浴温度150℃，反应5.0h，带水剂（甲苯）25mL，月桂酸的酯化率达90.2％，催化剂可重复多次使用。产物浊点58℃、表面张力37mN/m、乳化性417s、润湿力64s，说明具有很好的表面活性。