核磁共振波譜(NMR)在清洗劑配方分析中的應(yīng)用
1.1工業(yè)清洗劑配方分析背景
目前,常用的工業(yè)清洗劑分溶劑型、半溶劑型和水基型。溶劑型金屬清洗劑中,石油溶劑易燃、易爆而且浪費資源。因而,溶劑型金屬清洗劑正逐步被半溶劑型和水基型金屬清洗劑所替代。常用的水基清洗劑通常為表面活性劑,以及有機無機助劑如緩蝕劑、增溶劑、穩(wěn)定劑、絡(luò)合劑、消泡劑組成。其中表面活性劑具有乳化、濕潤、滲透等特性,在清洗液中起主要作用,因此其結(jié)構(gòu)解析在清洗劑分析中尤其重要。
清洗劑配方分析(成分分析)常用的手段有紅外光譜(IR),核磁共振(NMR),有機質(zhì)譜(MS),氣質(zhì)聯(lián)用(GCMS)等,而其中核磁共振技術(shù)(NMR)可準(zhǔn)確解析化合物的精細結(jié)構(gòu),而不需要破壞樣品;并且可以利用氫譜的化學(xué)位移以及不同特征官能團的積分值進行化合物間定性定量。禾川化學(xué)研發(fā)中心工程師可以利用核磁對復(fù)雜混合物的初步定性,快速判斷樣品結(jié)構(gòu),對后期的分離可作出準(zhǔn)確指導(dǎo),為表面活性劑產(chǎn)品的分析檢測、企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)和研制提供更好的服務(wù)。
禾川化學(xué)技術(shù)團隊具有豐富的分析研發(fā)經(jīng)驗,經(jīng)過多年的技術(shù)積累,可以運用尖端的科學(xué)儀器、完善的標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫、強大原材料庫,徹底解決眾多化工企業(yè)生產(chǎn)研發(fā)過程中遇到的難題,利用其八大服務(wù)優(yōu)勢,最終實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品性能改進及新產(chǎn)品研發(fā)。
樣品分析檢測流程:樣品確認(rèn)—物理表征前處理—大型儀器分析—工程師解譜—分析結(jié)果驗證—后續(xù)技術(shù)服務(wù)。有任何配方技術(shù)難題,可即刻聯(lián)系禾川化學(xué)技術(shù)團隊,我們將為企業(yè)提供一站式配方技術(shù)解決方案!
1.2 常見清洗劑配方分析
一、企業(yè)送檢某款中性清洗劑分析(混合物核磁初步定性)
該款清洗劑含有60%水分,烘干樣測試核磁1HNMR,如圖一。化學(xué)位移在6.8ppm,7.2ppm,4.1ppm,0.5-0.9ppm,1.2ppm,1.6ppm為烷基酚聚氧乙烯醚特征化學(xué)位移;7.2ppm,7.6ppm為烷基苯磺酸鹽苯環(huán)上兩個氫特征位移;5.3ppm,2.0ppm為油酸分子上特征化學(xué)位移;2.95ppm,3.75ppm為醇胺特征化學(xué)位移:通過以上核磁特征化學(xué)位移推斷該樣品中含有烷基酚聚氧乙烯醚,烷基苯磺酸鹽,脂肪酸,醇胺,通過這些信息禾川化學(xué)工程師作出進一步分離方案(柱層析或者逐級洗滌),分離后得到單一組分,則可以通過紅外和核磁作出進一步分析,得到具體是哪一類分子結(jié)構(gòu)以及含量。

圖一

烷基酚聚氧乙烯醚

烷基苯磺酸鹽

油酸
圖二 相關(guān)化合物分子結(jié)構(gòu)以及氫譜化學(xué)位移
二、某款酸性金屬清洗劑配方分析
該款液體金屬清洗劑pH值小于1,經(jīng)化學(xué)驗證該液體中含有鹽酸,硫酸,樣品中和烘干后氯仿洗滌物測試核磁,其1HNMR如圖三:根據(jù)混合譜推斷樣品中含有烷基酚聚氧乙烯醚,醇胺等;進一步通過柱分離測試,最終確定樣品中含有壬基酚聚氧乙烯醚-9,十二烷基硫酸鈉,三乙醇胺。

通過對化工產(chǎn)品的配方分析還原,有利于企業(yè)了解現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展水平,實現(xiàn)知己知彼;有利于在現(xiàn)有產(chǎn)品上進行自主創(chuàng)新,獲得知識產(chǎn)權(quán);有利于在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。通過對化工產(chǎn)品的配方改進,配方研發(fā),可以加快企業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度,提升市場競爭力,因此,對于化工產(chǎn)品的分析、研發(fā)已變得刻不容緩!