水基切削液殺菌劑的合成及性能評(píng)價(jià)

王曉菲

(泰倫特生物工程股份有限公司，天津 300405)

水基切削液殺菌劑的合成及性能評(píng)價(jià)

王曉菲

(泰倫特生物工程股份有限公司，天津 300405)

以鹽酸胍、二乙烯三胺與長(zhǎng)鏈有機(jī)胺等含胺基的單體為原料，經(jīng)過(guò)縮合反應(yīng)合成了一種新的有機(jī)胍殺菌劑GA。殺菌性能評(píng)價(jià)顯示，有機(jī)胍殺菌劑GA的加藥量為30mg·L-1時(shí)，水基切削液乳液空白TGB、SRB和FB這3種菌的殺滅率均大于99%。在常規(guī)水基切削液中添加30×10-6的有機(jī)胍殺菌劑GA，能有效抑制水基切削液細(xì)菌的滋生，7d后TGB、SRB和FB的細(xì)菌數(shù)均為0。

水基切削液；殺菌劑；有機(jī)胍

切削液的主要作用是冷卻和潤(rùn)滑，其效果反映在刀具的使用壽命上。影響刀具壽命的主要因素是切削刀具的表面溫度。水基切削液因其導(dǎo)熱系數(shù)大、成本低的優(yōu)點(diǎn)得到長(zhǎng)足發(fā)展。由于水基切削液中含有大量的水和有機(jī)成分，其中作為乳化劑的脂肪酸皂、作為油性劑的脂肪酸或其它酯類(lèi)，以及含雙鍵的一些化合物等，都可能成為細(xì)菌的養(yǎng)分，易使細(xì)菌、霉菌繁殖，使切削液中的有效成分產(chǎn)生化學(xué)分解而發(fā)臭、變質(zhì)，使得切削液的潤(rùn)滑和防銹性能下降，加工性能滿(mǎn)足不了要求[1-2]。因此，水基切削液中應(yīng)加入適合的殺菌劑。有機(jī)胍化合物作為殺菌劑，主要應(yīng)用在化妝品、飲料、環(huán)境消毒、洗滌劑等領(lǐng)域[3-4]，在水基切削液上的殺菌應(yīng)用研究較少。本文合成了適合水基切削液使用的有機(jī)胍殺菌劑，對(duì)其殺菌和抑菌性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并與常規(guī)殺菌劑的殺菌性能進(jìn)行了比較。

1 試驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

二乙烯三胺、鹽酸胍、十二烷基二甲基芐基氯化銨（1227）、異噻唑啉酮、雙季銨鹽、次氯酸鈉（均為化學(xué)純）。

四口瓶，回流冷凝器，油浴鍋，細(xì)菌測(cè)試瓶。

1.2 合成

合成路線(xiàn)：

合成過(guò)程：稱(chēng)取一定量的長(zhǎng)碳鏈有機(jī)胺、鹽酸胍和二乙烯三胺于帶有回流和攪拌裝置的四口燒瓶中，開(kāi)啟攪拌，油浴加熱至 150℃，反應(yīng) 4h，然后加入乙二醇和水，冷卻出料。產(chǎn)物為黃色均勻黏稠液體，即得一定固含量的有機(jī)胍殺菌劑。

1.3 殺菌性能評(píng)價(jià)

殺菌劑的性能評(píng)價(jià)方法采用絕跡稀釋法的測(cè)試瓶法，GB/T 14643.5-1993《工業(yè)循環(huán)冷卻水中硫酸鹽還原菌的測(cè)定 MPN 法》，GB/T 14643.6-1993《工業(yè)循環(huán)冷卻水中鐵細(xì)菌的測(cè)定 MPN 法》。

2 結(jié)果與討論

2.1 有機(jī)胍殺菌劑殺菌評(píng)價(jià)

本實(shí)驗(yàn)空白菌種為某常規(guī)水基切削液乳液經(jīng)細(xì)菌滋生培養(yǎng)后而得。試驗(yàn)在 45℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行 7d培養(yǎng)，得到的切削液乳液空白菌數(shù)見(jiàn)表 1。

表1 切削液培養(yǎng)后各種菌空白菌數(shù)

本實(shí)驗(yàn)的殺菌劑的殺菌效果評(píng)價(jià)過(guò)程，采用上述的切削液空白菌種，加入各種殺菌劑后，菌藥接觸時(shí)間 1h，T=45℃，放入恒溫烘箱培養(yǎng) 7d。

殺菌試驗(yàn)所選藥劑：GA為本文合成的有機(jī)胍產(chǎn)品（有效質(zhì)量含量 40%），十二烷基二甲基芐基氯化銨（1227，有效質(zhì)量含量 45%），異噻唑啉酮（有效質(zhì)量含量 14%），雙季銨鹽（有效質(zhì)量含量 40%），次氯酸鈉（NaClO，有效質(zhì)量含量 10%）。

GA與常用的殺菌劑的殺菌測(cè)試結(jié)果對(duì)比見(jiàn)圖1～ 圖 3。

圖1 各種殺菌劑對(duì)異養(yǎng)菌（TGB）的殺菌結(jié)果

由圖 1可見(jiàn)，本方法制備的有機(jī)胍殺菌劑 GA，在投加濃度為 10mg·L-1時(shí)，對(duì)水基切削液乳液培養(yǎng)空白 TGB 菌的殺菌率為 95%，在投加濃度為30mg·L-1時(shí)，即可達(dá)到 99.99%，殺菌效果顯著優(yōu)于參比藥劑 1227、異噻唑啉酮、雙季銨鹽和 PHMG。

圖2 各種殺菌劑對(duì)硫酸鹽還原菌（SRB）的殺菌結(jié)果

由圖 2可見(jiàn)，本方法制備的有機(jī)胍殺菌劑 GA在投加濃度為 10mg·L-1時(shí)，對(duì)水基切削液乳液培養(yǎng)空白 SRB 的殺菌率為 93.1%，在投加濃度為30mg·L-1時(shí)，為 99.1%， 50mg·L-1時(shí) 為 99.9%，具有較好的殺滅水基切削液乳液培養(yǎng)空白 SRB 性能。

圖3 各種殺菌劑對(duì)鐵細(xì)菌（FB）的殺菌結(jié)果

由圖 3可見(jiàn)，本方法制備的有機(jī)胍殺菌劑 GA對(duì)水基切削液乳液培養(yǎng)空白 FB 菌的殺菌率，在投加 濃 度 為 10mg·L-1時(shí)，殺 菌 率 為 96.1%，在 投 加濃 度 為 30mg·L-1時(shí)，為 99.9%，50 mg·L-1時(shí) 為100%。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本文合成的 GA 有機(jī)胍殺菌劑在藥劑濃度為 30mg·L-1時(shí)，其對(duì) SRB、TGB 和 FB的殺菌率均達(dá)到 99% 以上，對(duì)切削液滋生的細(xì)菌具有良好的殺菌性能。

2.2 有機(jī)胍殺菌劑抑菌評(píng)價(jià)

表2是新配置的常規(guī)水基切削液和投加本文合成的有機(jī)胍殺菌劑后，水基切削液的細(xì)菌滋生情況。試驗(yàn)在培養(yǎng)箱中進(jìn)行 7d 培養(yǎng)，溫度 45℃。試驗(yàn)結(jié)果表明，添加 30×10-6本文合成的有機(jī)胍，就能有效抑制水基切削液細(xì)菌的滋生。

表2 有機(jī)胍抑菌結(jié)果 /個(gè)·mL-1

3 結(jié)論

1）以鹽酸胍、二乙烯三胺與長(zhǎng)鏈烷基胺為原料，合成了一種有機(jī)胍殺菌劑GA。在有機(jī)胍分子中接入長(zhǎng)碳鏈，使得分子結(jié)構(gòu)中既含有多個(gè)胍基又含有長(zhǎng)碳鏈結(jié)構(gòu)，而長(zhǎng)碳鏈親油基團(tuán)的引入使殺菌效率有較大提高。

2）有機(jī)胍殺菌劑 GA 的加藥量為 30mg·L-1時(shí)，對(duì)水基切削液乳液空白 TGB、SRB 和 FB 三種菌的殺滅率均大于 99%；在常規(guī)水基切削液中添加30×10-6的有機(jī)胍殺菌劑 GA，能有效抑制水基切削液中細(xì)菌的滋生，7d 后檢測(cè) TGB、SRB 和 FB，三種菌的細(xì)菌數(shù)均為0。

[1] 張秀妍，馬琳，郝佳，王慧龍 .水基切削液殺菌劑的合成及殺菌性能研究 [J].精細(xì)與專(zhuān)用化學(xué)品，2008， 16(5)：15-16.

[2] 王旭珍，徐士良，張秀香 .水溶性油酸酰胺型防銹劑的合成及在切削液中的應(yīng)用 [J].材料保護(hù)，2000，33(8)：9-11.

[3] 魏清，姚光源 .新型有機(jī)胍生物黏泥抑制劑的合成及性能研究 [J].工業(yè)水處理，2013，33(6)：289-292.

[4] Schneider S E, Bishop PA, Salazar MA, et al. Solid phase synthesis of oligomeric guanidiniums[J]. Tetrahedron, 1998, 54(50): 15063-15086

Synthesis and Performance Evaluation of Water-based Cutting Fluid Bactericide

WANG Xiaofei
(Talent Biological engineering Co. Ltd., Tianjin 300405)

A new organic guanidine fungicide GA was synthesized by condensation of guanidine hydrochloride, ethylene diamine and long chain organic amine. According to the bactericidal properties evaluation, when the dosage of organic guanidine bactericide GA was 30 mg/L, in water-based cutting fl uid emulsion, the bacteria killing rate of TGB, SRB and FB were great than 99%. When 30 mg/L organic guanidine bactericide GA was added into conventional water-based cutting fl uid, the bacteria growth in water-base cutting fl uid was effectively inhibit. 7 days after, the bacteria count of TGB, SRB and FB was 0.

water-based cutting fl uid; bactericides; organic guanidine

TG 501.5

：A

： 1671-9905(2017)06-0026-02

王曉菲，工程師，就職于泰倫特生物工程有限公司

2017-03-29