TW201800441A - 一種木質素－糖型界面活性劑、製備方法及其應用 - Google Patents

Abstract

本發明木質素-糖型界面活性劑，係由生物可分解、對人體無毒性之木質素與丙二醇反應之反應物，利用不同分子量聚乙二醇與馬來酸酐反應物作為連結基，連結糖類及木質素與二醇之反應物，其中透過縮合反應將疏水性之木質素與親水性糖類結合，大幅提升界面活性劑之水溶性，使具有優異之分散能力、乳化能力、潤濕性、潤滑性、光澤質感，且同時兼具了生物可分解、天然環保之特性，可廣泛應用於染整、化妝品、清潔用品、醫藥品、食品乳化等相關產業用途。

Description

一種木質素-糖型界面活性劑、製備方法及其應用

本發明木質素-糖型界面活性劑，係由生物可分解、對人體無毒性之木質素與丙二醇反應之反應物，利用不同分子量聚乙二醇與馬來酸酐反應物作為連結基(spacer)，連結糖類及木質素與二醇之反應物，其中該糖類，透過縮合反應技術將疏水性之木質素與親水性糖類結合，大幅提升水溶性且展現出其本身所具備之優異特性，本發明之木質素-糖型界面活性劑具有優異之分散能力、乳化能力、潤濕性、潤滑性，以及提升光澤質感特性，同時兼具了生物可分解天然環保之特性，可廣泛應用於染整、化妝品、清潔用品、醫藥品、食品乳化等相關產業用途上。

近年來，由於工業之發展迅速，因而產生二項影響人類生存之嚴重問題，一為能源危機，一為環境污染。能源危機主要起因於石油之大量消費，人類所使用之物品又過分依賴石油原料，造成石油能源之短缺，且由於以石油為原料之產品，甚多不易自然分解。大量之廢棄物，造成地球上嚴重之環境汙染，為減少此現象，污染物之處理技術、減少污染物產生之工程技術及可分解性原材料之開發，甚受重視。

因此，環保和安全乃為未來界面活性劑工業發展的主要推動力。對界面活性劑污染可能產生的危害、降解性能和在環境中的累積性能等進行環境安全性評價具有十分重要的意義。習知技術中一般認為，陽離子界面活性劑的毒性較大，常用來殺菌消毒；陰離子型界面活性劑具有一定毒性；非離子型界面活性劑的毒性相對較小，但有的降解產物毒性很大，使用後常須丟棄，容易造成環境汙染，因此在使用界面活性劑時，除考慮其界面活性及機能性外，是否造成環境汙染之評估，甚為重要。

生物性界面活性劑(Biosurfactant)是微生物在代謝過程中分泌出的具有一定生物活性的次級代謝產物，與一般界面活性劑相同，生物性界面活性劑也是透過由親水基和疏水基兩部份组成，但生物性界面活性劑比合成界面活性劑更具有潛在的優勢，包括：生物可分解、無毒或低毒、具有良好的環境相容性等，因此可用作化妝品和藥品的添加劑；可用工業廢物生產，以減少工業三廢；具有更好的起泡性，在某些環境條件(如高、低溫度、pH值、鹽類濃度)下具有更高的選擇性和專一性；結構多樣化，可適用於特殊領域用途。目前生物性界面活性劑的應用已經涉及到石油、化工以及環境等眾多領域。

可分解型界面活性劑又稱為暫時性界面活性劑或可控半衰期的界面活性劑(surfactants with controlled half-live)，其最初的定義是：在完成其應用功能後，透過酸、鹼、鹽、熱或光的作用能分解成非界面活性物質或轉變成新界面活性化合物的一類界面活性劑。這類界面活性劑分子極 性端和疏水鏈之間往往含有穩定性有限的弱鍵，該弱鍵的裂解將可直接破壞分子的界面活性，也就是通常所說的界面活性劑初级分解。依照可分解官能基的不同一般可將可分解型界面活性劑分為縮醛型和縮酮型兩大類。與一般界面活性劑相比較，可分解型界面活性劑具有更好的環保概念，這類界面活性劑可以排除一些複雜情况。近年來，人們對可分解型界面活性劑的認識已不斷深化和發展。對於環境影響的大小和生物可分解性的快慢已逐漸成為判斷界面活性劑好壞的一個很重要的指標。

反應型界面活性劑是指帶有反應基團的界面活性劑，它不僅具有界面活性，而且能夠與所吸附的基體產生化學反應，永久地鍵結到基體表面成為基體的一部份。反應型界面活性劑典型的兩個特徵是：1.具有界面活性，能參與化學反應，並且反應後也不喪失其界面活性；2.其分子結構中除了親水基團和疏水基團以外，還應有反應性基團。在很多情况下，使用反應型乳化劑可很好地解決傳統化學藥劑帶來的各種問題，製備得到表面潔淨、带有功能基團的聚合物。反應型界面活性劑的出現開闢了界面活性劑合成及應用的新領域。它可以廣泛用於乳液聚合、溶液聚合、分散聚合、功能性高分子以及奈米材料的製備等各個方面。

界面活性劑在全球穩定發展的趨勢下，為相關產業的發展提供了優異的環境，對於產品的結構、品項、性能與技術上要求也越來越高。因此，開發安全、溫和、天然、可生物分解以及具有特殊作用的界面活性劑，為新產品的開發與應用提供了良好的基礎。

本發明的目的是藉由天然高分子之木質素為原料，並以糖類加以改質成綠色環保的界面活性劑，除具降低表面張力、良好濕潤性、及乳化分散之界面活性效果外，並具備低毒性、生物可分解性，且對人體無害。

並且本發明可提供增加木質纖維素生物質中分離其主要的成分來加以使用。為了避免浪費低價值的副產物，並回收溶劑用於提取生物質原料的生產，基於此觀點考量，木質素不應該被認為是廢棄物，而是做為原物料用來生產增值產品，在講究綠色化學、能源再利用的現今社會中，具有極大的開發潛力。

本發明木質素-糖型界面活性劑，係具有通式(I)結構之界面活性劑，

式中Lignin代表木質素殘基，R₁、R₂同時為氫、或OCH₃，或各自分別為相異之氫、或OCH₃，R為二醇化合物殘基，G為糖類殘基。其中，二醇化合物選自碳數2至6之二醇化合物，n表示聚氧乙烯醚鏈段重複單位數，其值為10~5000，其中糖類化合物選自單糖、雙糖、C₄至C₂₀之低聚醣選自多羥基醛、或多羥基酮、糖醇及其縮合物之至少一種。其中該聚氧乙烯醚鏈段，由選自：聚乙二醇(PEG)、聚環氧乙烷(PEO)、聚氧乙烯(POE)所構成。

本發明木質素-糖型界面活性劑，其中木質素(Lignin)選自如 下之結構

愈創木基(Guaiacyl)紫丁香基(Syringyl)對羥基苯基(Hydroxy-phenyl)

本發明木質素-糖型界面活性劑，其中糖類化合物，選自：多羥基醛、或多羥基酮、糖醇及其縮合物，包含單糖、雙糖，例如葡萄糖、山梨糖、山梨糖醇(己六醇)、木醣、D-木糖、木糖醇、果糖、半乳糖、麥芽糖、蔗糖、乳糖、乳糖醇。化學式如下式(1)~(12)：

本發明木質素-糖型界面活性劑，係由木質素與二醇化合物反應之反應物A，馬來酸酐與聚乙二醇反應之反應物B，再將反應物A與反應物B縮合反應得到反應物C，反應物C再與糖類化合物反應而所得產物。使用生物可分解、對人體無毒性之木質素與丙二醇反應之反應物，利用不同分子量聚乙二醇與馬來酸酐反應物作為連結基(spacer)，連結糖類及木質素與二醇之反應物，其中該糖類(例如葡萄糖Glucose)，透過縮合反應技術將疏水性之木質素與親水性糖類結合，大幅提升水溶性且展現出其本身所具備之優異特性，使其在使用上有更廣泛的產業應用性，此外，更進一步改善生物可分解之效率。本發明之木質素-糖型界面活性劑具有優異之分散能力、乳化能力、潤濕性、潤滑性，以及提升光澤質感特性，同時兼具了生物可分解天然環保之特性，可廣泛應用於染整、化妝品、清潔用品、醫藥品、食品乳化等相關產業用途上，具有優異產業應用性與市場取代性。

本發明之木質素-糖型界面活性劑因其成本低、應用價值高，在工業上可廣泛被應用於濕潤及乳化劑，又因其具有滑順、控油、持久、防水及光澤效果，使其在製藥、化妝品之應用上已變得逐漸重要。木質素本身為水不溶性，於實際應用上仍有其不便利性，本研究團隊已將此水不溶性木質素經糖類、馬來酸酐和聚乙二醇改質後，成為含聚酯之水溶性高分子，此系列高分子具有優異之界面性質，包括表面張力、起泡性、 濕潤性。在應用性質方面，此系列水溶性高分子可應用於酸性染料染尼龍纖維上，作為均染劑之用，增加與染料間之親和力，降低染料-界面活性劑複合體之擴散速率。

本發明木質素-糖型界面活性劑之製備方法，利用係由木質素與二醇化合物反應之反應物A，馬來酸酐與聚乙二醇反應之反應物B，再將反應物A與反應物B縮合反應得到反應物C，反應物C再與糖類化合物反應而所得產物。使用生物可分解、對人體無毒性之木質素與丙二醇反應之反應物，利用不同分子量聚乙二醇與馬來酸酐反應物作為連結基(spacer)，連結糖類及木質素與二醇之反應物，其中該糖類(例如葡萄糖Glucose)，透過縮合反應技術將疏水性之木質素與親水性糖類結合，大幅提升水溶性且展現出其本身所具備之優異特性，使其在使用上有更廣泛的產業應用性，此外，更進一步改善生物可分解之效率。

本發明木質素-糖型界面活性劑之製備

包含下列(a)至(d)之合成步驟：

(a)將木質素與二醇化合物反應，加入觸媒緩緩升溫，於60~200℃，反應約2~8小時，而後冷卻至約60~90℃，加入NaOH終止反應，升溫至110~160℃之間抽氣減壓去除多餘丙二醇和水並維持2~8小時。

(b)將聚乙二醇以及酸酐化合物反應，置於瓶中升溫至40~80℃攪拌使酸酐化合物與聚乙二醇均勻混合後，加入觸媒緩緩升溫至100~180℃，反應2~8小時。

(c)將步驟(a)產物A和步驟(b)產物B，置於反應瓶中升溫至100~200℃，並利用水流式抽氣減壓去除水分。

(d)將步驟(C)產物C和糖類，於70℃~110℃反應6~10小時，得一系列木質素-糖型界面活性劑粗產物，此物再以乙醇作為溶劑利用抽氣過濾將未反應物去除，再萃取濾液上層，使用真空濃縮機去除溶劑得最終產物。

本發明木質素-糖型界面活性劑之製備，其中觸媒選自四異丙醇鈦(IV)、硫酸、鹽酸任一或其組成之群者。

本發明木質素-糖型界面活性劑之合成反應式如下：其中糖類以葡萄糖，二醇化合物以丙二醇為例

Step1：

Step2：

Step3：

Step4：

本發明之木質素-糖型界面活性劑之結構分析：

紅外線吸收光譜儀

Perkin-Elmer Spectrum One,CT，將產物濃縮、真空烘箱完全除溶劑，以AIR將產物塗抹於測試台上，分析鑑定各合成產物之官能基。

此測試結果，如表1及圖一所示。

本發明之木質素-糖型界面活性劑之性能分析：

1.表面張力測定

CBVP-A3,Kyowa Kaimenagaku Co.LTD.,Japan.，使用數字型吊白金片(式)表面張力測定儀測試。

(1)先將儀器完成各校正手續。

(2)將白金片以酒精及純水清洗，再以酒精燈將白金片燒至火紅待冷卻後吊於掛勾上。

(3)將玻璃培養皿洗淨烘乾後，注入待測液約10ml後，放置於升降台上。

(4)啟動儀器開關使升降台緩慢上升，當待測液液面觸碰白金片時，升降台會自動停止，記錄穩定時之表面張力值。

(5)重複上述步驟3次，求其平均值。此測試結果，如圖二所示。

2.接觸角測定。

FTA,FTA-125，以照相式接觸角測定儀測試。

(1)調整鏡頭之焦距以及亮度對比，完成各校正手續。

(2)配製不同濃度之樣品溶液。

(3)選擇欲濕潤之測試板(PVC、Acrylic)

(4)將試樣溶液滴於測試板，擷取畫面經電腦計算後顯示接觸角(Contact Angle)值。

(5)重複步驟3次測其平均值。

此測試結果，如圖三所示。

3.起泡性測定

Model KD-10,Daiei Kagaku Seiki MFG.Co.LTD.,Japan，以Ross and Miles法測定。

(1)配製1wt%之樣品溶液500ml，放置試樣槽中。

(2)固定馬達流速為400ml/min，水溶液經由循環幫浦壓出後，經噴嘴流出而連續注入受盤內，此受盤之溶液到達一定高度時會自動溢出，使液面維持一定高度。

(3)溢出之樣品溶液會自動循環回試液槽中再循環，經1小時循環後，記錄計量筒內之泡沫高度，此為樣品之泡沫最大高度。

(4)關掉幫浦，經5分鐘後再記錄泡沫高度，此即為泡沫安定度。

此測試結果，如圖四所示。

4.螢光光譜測定

螢光光譜儀：Aminco-Bowman Series 2 Luminescence Spectrometer,Thermo Spectronic,Model FA-357。

(1)精秤0.0101g pyrene螢光試劑溶於500ml 95% Ethanol溶液中，秤取0.2g pyrene-ethanol溶液於100ml燒杯中(A燒杯)，置於烘箱以50℃將Ethanol烘乾。

(2)配製不同濃度助劑溶液20ml於100ml燒杯中(B燒杯)。

(3)將B燒杯中之助劑溶液20ml倒入A燒杯之含pyrene螢光試劑，置於超音波震盪機震盪15min。

(4)以螢光光譜儀測定，Excitation wavelength：335nm，Emission wavelength：350~450nm。

此測試結果，如圖五所示。

5.乳化能力

(1)配製1wt%之助劑溶液。

(2)秤取10wt%(O/W)之橄欖油助劑溶液以及10wt%(O/W)之鮫鯊烷助劑溶液。

(3)以均質機(Ultra Turrax T25 Homogenizer)在轉速11,000rpm下攪拌10min，靜置10min。

(4)以界面電位儀(Colloidal Dynamics,ZetaProbe Analyzer)測定各乳液之界面電位。

(5)以粒徑分析儀(Particle Size Distribution Analyzer)測定各乳液液滴之粒徑大小及分佈。

此測試結果，如圖六~八所示。

本發明之木質素-糖型界面活性劑具有優異之分散乳化能力、潤濕潤滑性、以及提升光澤質感特性之外，同時兼具了生物可分解天然環保之特性，可廣泛應用於染整、化妝品、清潔用品、醫藥品、食品乳化等相關產業用途上，具有優異產業應用性與市場取代性。

圖一、本發明木質素-糖型界面活性劑之FT-IR光譜圖

圖二、本發明木質素-糖型界面活性劑和市售陰、非離子之表面張力圖

圖三、本發明木質素-糖型界面活性劑和市售陰、非離子之接觸角圖

圖四、本發明木質素-糖型界面活性劑和市售陰、非離子之起泡性圖

圖五、本發明木質素-糖型界面活性劑和市售陰、非離子之螢光光譜圖

圖六、本發明木質素-糖型界面活性劑和市售陰、非離子之界面電位圖

圖七、本發明木質素-糖型界面活性劑和市售陰、非離子之初始粒徑圖

圖八、本發明木質素-糖型界面活性劑和市售陰、非離子之平均粒徑圖

木質素-糖型界面活性劑之製備

使用材料：

(1)木質素(Lignin)

結構：

(2)丙二醇(Propylene glycol,PG)

結構：

(3)馬來酸酐(Maleic anhydride,MA)

結構：

(4)聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)

結構：

聚氧乙基醚鏈段，分子量分別為：2000、4000、6000、8000、10000(g/mol)之聚乙二醇(PEG)

(5)葡萄糖(Glucose,G)

結構：

(6)蔗糖(Sugar)

本發明之木質素-糖型界面活性劑之製備方法，係包含(a)至(d)之合成步驟如下：

(a)將1mole木質素與丙二醇1mole置於配有鐵氟龍攪拌棒及溫控棒之四口反應瓶中，加入1g觸媒：四異丙醇鈦(IV)(Titanium(IV)isopropoxide,98%，Mw=284；C₁₂H₂₈O₄,ACROS)緩緩升溫至約120℃，反應約4小時，而後冷卻至約90℃，加入約1.5g NaOH終止反應，升溫至110~160℃之間抽氣減壓去除多餘丙二醇和水並維持約4小時。

(b)將1mole的聚乙二醇(2000、4000、6000、8000、1000)以及2mole的馬來酸酐，置於反應瓶中升溫至約60℃攪拌使馬來酸酐與聚乙二醇均勻混合後，加入1g四異丙醇鈦(IV)緩緩升溫至約150℃，反應約5小時。

(c)將步驟(a)產物A和步驟(b)產物B，置於反應瓶中升溫至約120℃，並利用水流式抽氣減壓去除水分至外接H管並反應約3小時。

(d)1mol步驟(c)產物C和1mol葡萄糖或蔗糖，於約80℃~90℃反應約8小時，得一系列木質素-糖型界面活性劑粗產物。粗產物以乙醇作為溶劑利用抽氣過濾將未反應物去除，再萃取濾液上層，使用真空濃縮機去除溶劑得最終產物。

本發明木質素-糖型界面活性劑之結構鑑定分析

本發明所合成木質素-糖型界面活性劑分子的構造由(FT-IR)來確認，紅外線光譜分析圖其主要是判定分子結構，因為所有的分子具有某些固定 量的能量，造成鍵拉伸及彎曲，而原子擺動及摇動，而造成其他分子發生振動，而一個固定分子僅能在相當於特定能階之特定頻率彎曲或振動。當一分子用紅外光照射時，僅當光的頻率與鍵的振動頻率相同時，振動的鍵才會吸收能量。

圖一為本發明木質素-糖型界面活性劑之紅外線FT-IR光譜分析結果v=2850-3000cm^-1有CH₃之伸縮振動吸收；在v=1720-1740cm^-1有C=O之伸縮振動吸收；v=1210-1320cm^-1及v=1000-1300cm^-1有O-C之伸縮振動吸收；在v=880-995cm^-1有=C-H之伸縮振動吸收；在v=690-900cm^-1有C-H之伸縮振動吸收。

本發明木質素-糖型界面活性劑之表面張力

界面活性劑加入水溶液中會使表面張力降低，因界面活性劑本身結構中含親水基團與疏水基團，在溶液親水基的部份會留在水中，而疏水基的 部份會吸附突出水面排列所導致。這樣的排列方式會降低表面上水分子之不對稱氫鍵力，使表面自由能減少，因而造成表面張力降低之現象。

假設常溫狀態下為25℃，其表面張力值大約為72.8mN/m，隨著界面活性劑濃度的增加，表面張力值隨之降低。當濃度增加量達到一定程度時，界面活性劑分子在溶液中開始以疏水基相互吸引聚集而形成微胞，當微胞開始形成時之濃度就稱之為臨界微胞濃度(Critical Micelle Concentration；CMC)。由圖二得知本發明木質素-糖型界面活性劑在不同濃度下之表面張力圖，隨著市售的界面活性劑，非離子1820的表面張力是最低的，相對之下，本發明合成的木質素-糖型界面活性劑，其表面張力比市面上的較高些，且相比較之下PEG10000的表面張力最低。

本發明木質素-糖型界面活性劑之接觸角

界面活性劑具有降低液體表面張力和自由能的能力，故具濕潤性。而液體對固體表面的濕潤性可藉由接觸角的大小判斷其濕潤效果之好壞。

本發明以不同測試板為濕潤對象，測試木質素-糖型界面活性劑與測試板接觸角之關係，由圖三可以明顯得知，水的接觸角與所合成木質素-糖型界面活性劑之接觸角度差異，證明本發明所合成之木質素-糖型界面活性劑皆具良好的濕潤性，並且以PEG6000之濕潤效果最佳。

本發明木質素-糖型界面活性劑之起泡性

純水不起泡沫，必須存有兩種或兩種以上成分的液體方能起泡沫。泡沫(Foam)由氣泡聚集而成，氣泡間相互以固體膜或液體膜分隔。就界面活性劑方面來說，泡沫的生成的瞬間是以界面活性劑的疏水基朝向氣泡內部，而親水基朝向溶液相的吸著膜而形成具有彈性的液體薄膜。一般在液 體中加入界面活性劑，這些物質可降低氣泡的表面張力，且在氣泡間形成彈性保護膜。

由圖四可知本發明所合成之木質素-糖型界面活性劑起泡值大約在1.2~2.5cm之間，顯示具有較低的起泡性與泡沫穩定性，且較一般陰離子型或非離子型界面活性劑為低。其主要原因是由於此一系列木質素-糖型界面活性劑構造中的親水基與疏水基較無秩序的排列，而不容易整齊且緊密的排列於氣泡周圍，也就是不易在界面形成穩定的彈性薄膜，所以當氣泡產生時便很快破滅，故起泡性較低。

本發明木質素-糖型界面活性劑之螢光性質

在微胞和微環境系統中，在研究方面物理化學技術的使用已為重要之課題。使用螢光試劑芘(Pyrene)確認分子凝聚的獨特親和力，探討環境影響之放射性質，亦可使用在描述微胞聚集的特性，主要分光儀器參數包括(Excitation)和放射(Emission)光譜形式、微細振動結構、量子率以及溶液中的極性。

由圖五為本發明之木質素-糖型界面活性劑和市售陰離子、非離子之螢光光譜圖，隨著螢光強度大小來判斷產物的親水性大小，產物螢光強度之變化遞減其強弱大小為：(SLS)>(1820)>(PEG10000)>(PEG6000)>(PEG2000)，由此可得合成木質素-糖型界面活性劑隨疏水端增加其螢光強度隨之增強，故(PEG10000)螢光強度最大，表示水溶性好，表面張力越低，故具有良好的界面活性。

本發明木質素-糖型界面活性劑之乳化性質

(1)界面電位

乳化液最重要之物理性質為乳化安定性，其安定性可藉由界面電位(Zeta potentials)進行分析。一般物質與水或其他溶媒接觸時，在表面會吸附離子而產生表面電荷的現象。乳液或膠體的帶電性與一般電解質的帶電性相同，相異的是，乳液或膠體的粒子比電解質大，故其帶電量亦比電解質來的多。

圖六所示，本發明木質素-糖型界面活性劑作為乳化劑之乳化液的界面電位圖表示Zeta電位絕對值之大小為：(PEG10000)>(PEG6000)>(PEG2000)>(SLS)>(1820)由於Zeta電位絕對值越大，膠體粒子之間的排斥力越大，分散性越佳，越不易產生凝集的現象，乳液的穩定性越好，隨著碳鏈的增長，界面電位絕對值隨之增加表示其乳液安定性越好。

(2)粒徑分析

乳化液之粒徑大約在0.1~10μm之間，而乳液粒徑過小時，粒子與粒子之間會產生碰撞，而造成凝集作用，發生此現象的原理及稱之為布朗運動(Brownian Movement)，另一方面，當乳化粒子過大時，則會產生沉降作用以致分層(Creaming)或者發生沉積(Sedimentation)的現象。

本發明使用橄欖油之乳化粒徑分析，其初始粒徑分析如圖七所示，產物之粒徑分佈大小為：(1820)>(SLS)>PEG10000)>(PEG2000)>(PEG6000)，其合成產物中，PEG10000之分佈峰較其他合成產物為高且窄，代表其粒子之大小分佈較為平均，固有良好的乳化安定性如圖八表示平均乳化粒徑隨時間變化，得知乳化平均粒徑隨時間增加而增加。

由本發明實施例之木質素-糖型界面活性劑產物與市售陰、非離子界面活性劑之性質比較，顯示本發明之木質素-糖型界面活性劑，比習知陰、 非離子界面活性劑具有更優異之性質，不論是表面張力、起泡性、泡沫安定性、乳化性等均有較優異之表現，確實可以作為綠色、環保之良好界面活性劑。另一方面，由本發明之實施例，所合成木質素-葡萄糖型界面活性劑均有降低水溶液表面張力之能力，表面張力最好的是PEG2000。所合成木質素-糖型界面活性劑，接觸角皆比純水小，角度最小的PEG2000，相對的濕潤性也最好。所合成木質素-糖型界面活性劑起泡值大約在1.2~2.5cm之間，具有較低的起泡性與泡沫穩定性，且較一般陰離子型或非離子型界面活性劑為低。本發明所合成木質素-糖型界面活性劑對橄欖油均有乳化之能力，粒徑與界面電位的結論所示，乳化安定性大小為(1820)>(SLS)>(PEG10000)>(PEG6000)>(PEG2000)。本發明所合成的木質素-糖型界面活性劑其界面活性相較於市售產品雖然稍弱，但其對於環境的危害比市售產品較於友善，故可以將所合成的界面活性劑輔助一些市售的界面活性劑，以降低對環境的汙染。

本發明之特徵、內容與優點及其所達成之功效，將本發明以實施例之表達形式詳細說明如上，而於文中所使用之表列，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，不應就所附之表列的比例侷限本發明於實際實施上的專利範圍，合先敘明。

Claims (10)

1. 一種木質素-糖型界面活性劑，係具有通式(I)結構之界面活性劑，

   

   式中Lignin代表木質素殘基，R₁、R₂同時為氫、或OCH₃，或各自分別為相異之氫、或OCH₃，R為二醇化合物殘基，G為糖類殘基，其中，二醇化合物選自碳數2至6之二醇化合物，n表示聚氧乙烯醚鏈段重複單位數，其值為10~5000，其中糖類化合物選自單糖、雙糖、C₄至C₂₀之低聚醣選自多羥基醛、或多羥基酮、糖醇及其縮合物之至少一種。
2. 如申請專利範圍第1項之一種木質素-糖型界面活性劑，其中該聚氧乙基醚鏈段，由選自：聚乙二醇(PEG)、聚環氧乙烷(PEO)、聚氧乙烯(POE)所構成。
3. 如申請專利範圍第1項之一種木質素-糖型界面活性劑，其中該糖類選自葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、山梨糖醇；其中木質素選自下述結構之至少一種者

   
4. 一種木質素-糖型界面活性劑之製備方法，係由木質素與二醇化合物反應之反應物A，馬來酸酐與聚乙二醇反應之反應物B，再將反應物A與 反應物B縮合反應得到反應物C，反應物C再與糖類化合物反應而所得產物。
5. 如申請專利範圍第4項之木質素-糖型界面活性劑之製備方法，係包含(a)至(d)之合成步驟如下：(a)將木質素與二醇化合物反應，加入觸媒緩緩升溫，於60~200℃，反應2~8小時，而後冷卻至60~90℃，加入NaOH終止反應，升溫至110~160℃之間抽氣減壓去除多餘丙二醇和水並維持2~8小時；(b)將聚乙二醇以及酸酐化合物反應，置於瓶中升溫至40~80℃攪拌使酸酐化合物與聚乙二醇均勻混合後，加入觸媒緩緩升溫至100~180℃，反應2~8小時；(c)將步驟(a)產物A和步驟(b)產物B，置於反應瓶中升溫至100~200℃，並利用水流式抽氣減壓去除水分；(d)將步驟(c)產物C和糖類，於70℃~110℃反應6~10小時，得一系列木質素-糖型界面活性劑粗產物，此物再以乙醇作為溶劑利用抽氣過濾將未反應物去除，再萃取濾液上層，使用真空濃縮機去除溶劑得最終產物。
6. 如申請專利範圍第4項之木質素-糖型界面活性劑之製備方法，其合成之觸媒選自四異丙醇鈦(IV)、硫酸、鹽酸任一或其組成之群者。
7. 一種分散劑材料，其係由如申請專利範圍第1至3項之木質素-糖型界面活性劑為材料、或由如申請專利範圍第4至6項中任一項之木質素-糖型界面活性劑之製備方、法所得材料為主要構成材料者。
8. 如申請專利範圍第7項之分散劑材料，其係用於作為纖維染整助劑、無機奈米粉體、化妝品、醫藥品、或食品之分散劑、或其他需分散相關應用領域中。
9. 一種乳化劑材料，其係由如申請專利範圍第1至3項之木質素-糖型界面活性劑為材料、或由如申請專利範圍第4至6項中任一項之木質素-糖型界面活性劑之製備方法所得材料為主要構成材料者。
10. 如申請專利範圍第9項之乳化劑材料，其係用於作為化妝品乳化劑、食品乳化劑、醫藥品乳化劑、或其他需乳化相關應用領域中。