长链烷基苯磺酸钠Gemini表面活性剂的合成和表面活性

以脂肪酸、苯酚、乙二醇为原料,经酰化反应、酯化反应、Fries重排、氢化还原反应、磺化以及中和反应等步骤,合成出3种长链烷基苯磺酸钠Gem in i表面活性剂。用IR、1HNMR和ESI-MS对产物进行了结构鉴定。以W ilhelmy-p late法测定了30℃时它们在水溶液中的临界胶束浓度(CMC)和临界胶束浓度下的表面张力(γCMC)。纯水溶液中其临界胶束浓度(CMC)为10-4~10-5mol/L,γCMC为35~37 mN/m;随着苯环上长链烷基碳数(n=8、10、12)的增加,CMC分别为5.94×10-4、1.53×10-5、0.46×10-5mol/L;γCMC分别为36.9、34.4、34.4 mN/m。结果表明,此类表面活性剂具有比较好的表面活性。     

2-羟基-3-辛基-5-长链烷基苯磺酸钠的合成及表面活性

以脂肪酸、苯酚为原料,经酰化反应、酯化反应、Fries重排、氢化还原反应、磺化以及中和反应等步骤,合成出了2-羟基-3-辛基-5-长链烷基苯磺酸钠表面活性剂。两相滴定法测定了产物的质量分数均大于99%;用核磁共振氢谱、傅立叶红外光谱和质谱对产物进行了结构鉴定。用悬挂滴法测定了30℃时该系列表面活性剂的表面张力。实验发现,纯水溶液中表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)达到10-6mol/L数量级,临界胶束浓度下的表面张力(γCMC)均小于28 mN/m;随着苯环上长链烷基碳数(n=8,10,12)的增加,CMC降低,分别为1.06×10-5,3.35×10-6,2.65×10-6mol/L;而γCMC变化不明显,分别为26.77,26.89,27.22 mN/m。结果表明,此类表面活性剂具有比较好的表面活性。     

季铵盐双子表面活性剂的合成和表面活性

以吗啉和溴代烷为原料,合成了两种季铵盐双子表面活性剂(m-6-m,m=10,12),并用IR和1HNMR表征了其结构。测得28℃时,12-6-12和10-6-10的表面张力(γCMC)分别为26.45 mN/m和25.55 mN/m;临界胶束浓度(CMC)分别为1.0 mmol/L和3.1 mmol/L;pC20值分别为3.48和3.03;比表面过剩(Γmax)分别为2.72×10-6mol/m2和2.80×10-6mol/m2;分子最小截面积(Amin)分别为0.611 nm2和0.593 nm2。结果表明,该季铵盐双子表面活性剂与相同离子头基及烷基链的单季铵盐表面活性剂相比,CMC低一个数量级,γCMC相差不大。     

表面活性剂的复配及对甲维盐微乳剂物理稳定性的影响

通过测定不同类型的单一及复配型表面活性剂水溶液的临界胶束浓度和表面张力,研究了它对w(甲维盐)=1％的微乳剂物理稳定性的影响。膦酸酯类阴离子表面活性剂A的临界胶束浓度为1．79×10-4 mol／L,表面张力为28．90 mN/m;苄基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段型非离子表面活性剂B(EPE型)的临界胶束浓度为 1.91×10-4 mol/L,表面张力为20．70 mN/m;按m(A):m(B)=2:3形成的复配型表面活性剂2#的水溶液的临界胶束浓度为9．30×10-5 moL/L,表面张力为25．66 mN/m。当w(2#)=10％时,配制w(甲维盐)=1％的微乳剂物理稳定性最佳,各项指标均合格。     

脂肪酸单乙醇酰胺硫酸酯盐的物化性能

用滴体积法测定了纯化脂肪酸单乙醇酰胺硫酸酯盐(MSN)系列产品水溶液的表面张力,发现当MSN疏水基碳数(n)由10增至16时,其表面过剩浓度(Γm)由2.37×10-6mol/m2增至2.88×10-6mol/m2,临界表面张力(γCMC)由28.79 mN/m降至23.86 mN/m,降低表面张力20 mN/m所需浓度的负对数(pC20)由3.53升为5.54,临界胶束浓度(CMC)由1.40×10-3mol/L降为0.52×10-3mol/L。在所测定的温度(25℃)下,logCMC=-2.13-0.07n;在胶束化过程中,TΔS0m ic对ΔG0m ic的贡献比ΔH0m ic大,MSN胶束化的主要驱动力是熵变。     

三烷基苯磺酸盐的合成与表面性能研究

为了研究三直链烷基苯磺酸钠的分子结构与表面活性之间的关系,以3,4-二甲基-4-氯苯为原料,经格林试剂交叉耦合反应、氢碘酸改进法还原反应、磺化反应以及中和反应等步骤,合成了2种不同烷基长碳链的三直链烷基苯磺酸钠(分别记为a和b),产物的总收率达45%～53%。用两相滴定法测定产物的纯度均大于99%,并用红外光谱进行了结构鉴定。25℃时用滴体积法测定表面活性剂a和b水溶液的表面张力和临界胶束浓度(cmc),分别为31.15 mN/m,25.48 mN/m和3.28×10-4mol/L,8.13×10-4mol/L。结果表明,随着长碳链碳原子数的增加,表面活性剂的cmc逐渐减小,临界胶束浓度下的表面张力(γcmc)逐渐增大。     

羧酸盐型Gemini表面活性剂的合成及表征

以脂肪胺、三聚氯氰、二乙醇胺、丁二酸酐为原料,三步法合成了2种表面活性剂,用1 HNMR、ESI-MS、IR对产物进行了表征,并用吊片法考察了目标产物水溶液的表面活性。实验结果表明,目标产物具有较好的表面活性,25℃时DXC6A和DXC8A的最低表面张力(γCMC)分别为31.85mN/m和28.76mN/m,临界胶束浓度(CMC)分别为2.32×10-4 mol/L和1.41×10-5 mol/L,表面活性优于传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)。     

可裂解Geminin型季铵盐表面活性剂的合成与性能

合成了一系列可裂解Gemini型季铵盐表面活性剂烷基-α,ω-双(二甲基酰氧乙基溴化铵),标记为Ⅱ-m-n(m=12,14;n=3,4,6);采用红外光谱和核磁共振进行结构表征.测定了相关的性能,结果表明,可裂解Gemini型季铵盐表面活性剂具有很强的胶束生成能力,其临界胶束浓度(CMC)为2.63×10-4～4.17×10-4mol/L(m=12)及2.88×10-5～4.46×10-5mol/L(m=14),分别比相应的单季铵盐表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)低两个数量级;其泡沫稳定性、乳化性能和杀菌性明显优于相应的单季铵盐表面活性剂.     

2,3-双八氟戊烷基甘油醚-1-硫酸酯钠的合成及表面性能

以八氟戊醇（HCF2CF2CF2CF2CH2OH）和2, 3-二溴丙醇为原料，设计并合成了甘油醚类氟碳表面活性剂（2,3-双八氟戊烷基甘油醚-1-硫酸酯钠，BOFPGS），通过FTIR、NMR以及MS等对中间产物（2,3-双八氟戊烷基-1-丙醇）和最终产物（BOFPGS）进行了结构表征。对BOFPGS进行了表面张力测试，结果表明，BOFPGS的临界胶束浓度（CMC）为4.16 × 10-3mol/L，CMC对应的表面张力为22.70 mN/m。将不同浓度的BOFPGS水溶液和相同体积的液体石蜡乳化后，析水率随着时间延长而增大，乳液在乳化30 min时趋于稳定。BOFPGS浓度低至0.8 × 10-3 mol/L时，其仍具有较好的乳化性能。利用噻唑蓝（MTT）法对该表面活性剂的细胞毒性进行测试，结果表明，BOFPGS在8.04 × 10-6 ~ 1.60 × 10-4 mol/L内无明显细胞毒性。     

多支化阳离子聚氨酯表面活性剂的制备与性能

摘 要：为研究具有多条烷基长链的多支化阳离子聚氨酯表面活性剂的结构控制方法及其构效关系，以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、N-甲基二乙醇胺、十六醇和溴代烷烃为原料，制备了一系列多支化长链烷基季铵型聚氨酯表面活性剂（SC2、SC3、SC4）。产物结构经红外光谱、凝胶色谱和核磁共振氢谱进行确证。对其临界表面张力、Krafft点、发泡性、乳化性及耐盐性进行了测试。由于单体、产物与溶剂的极性差异，导致具有三支长链烷基的阳离子聚氨酯表面活性剂（SC3）无法按配方设计获得，其产物为SC2与SC4的混合物。具有双十六烷基的阳离子聚氨酯表面活性剂（SC2）的临界表面张力（γCMC）为23.61mN/m，对应的临界胶束浓度（CMC）为0.30×10-3mol/L，Krafft点为23℃；具有四支十六烷基的阳离子聚氨酯表面活性剂（SC4）的γCMC为30.35mN/m，CMC为0.25×10-3mol/L，Krafft点为41℃；同时，产物具有较高的表面活性和良好的乳化、发泡、耐盐性能。结果表明，对于具有复杂结构的表面活性剂而言，基于异氰酸酯与羟基反应的制备方法简单可靠。 关键词：聚氨酯表面活性剂；多支化；阳离子；构效关系     

OMR的合成及与其他表面活性剂混合溶液的表面性质

用酯交换甲酯化法合成出蓖麻油酸甲酯,将分离出的蓖麻醇酸甲酯与环氧乙烷反应,得到蓖麻醇酸甲酯乙氧基化物(OMR,EO平均数为10)。OMR及其与其他表面活性剂混合溶液的表面张力曲线表明,OMR分子在气液界面上的吸附和排布比较特殊,导致它的γCMC较大,为36.78 mN/m;但较大的分子结构也使它有比较低的CMC,为4.58×10-5mol/L。OMR与AEO9的混合溶液近似于理想溶液,其表面张力和CMC介于二者之间;OMR的加入能够使SDS的CMC降低近2个数量级,但混合溶液的协同作用不强;OMR与CTAB有很强的协同作用,混合溶液的表面张力曲线出现最低点,其γCMC值最小可达28.24 mN/m,远小于OMR的36.78 mN/m和CTAB的36.62 mN/m,混合溶液的CMC最低为2.80×10-5mol/L,亦低于OMR的CMC。     

烷基二苯醚二磺酸盐的制备与性能表征

制备了一类由刚性基团联接的特殊双亲水基型阴离子表面活性剂———十二烷基二苯醚二磺酸钠(C12-MADS)、双十二烷基二苯醚二磺酸钠(C12-DADS)及十六烷基二苯醚二磺酸钠(C16-MADS),并对其性能进行了研究。25℃时3种烷基二苯醚二磺酸钠的CMC分别为1 16×10-3、1 10×10-5和4 51×10-4mol/L,γCMC分别为44 9、43 5和46 8mN/m,C12-MADS和C16-MADS在浓度分别为2 21×10-2和3 80×10-2mol/L时的胶束聚集数(Nm)分别为24和29。合成的烷基二苯醚二磺酸钠在质量分数高达0 1的无机酸、碱和盐溶液中保持稳定,发泡性低于烷基苯磺酸钠(LAS),但乳化性能优于LAS。C12-MADS在650mg/L硬水中去污比值为14 05%,明显高于LAS(7 18%)。C12-MADS和C12-DADS在4d后的生物降解度≥90%。该类表面活性剂具有优良的应用性能。     

双烷基双硫酸酯钠表面活性剂的合成

以1,2-环氧十四烷烃和几种短碳链二醇为原料,合成了系列二烷基二羟基化合物,然后用氯磺酸作为磺化剂制得5种疏水链相同、连接基团不同的双烷基双硫酸酯钠表面活性剂,并用核磁共振氢谱(1HNMR)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和电喷雾质谱(ESI-MS)对其结构进行了鉴定。用Wilhelmy-Plate法测定了25℃时,5种表面活性剂水溶液的表面张力。实验发现,双直链烷基双硫酸酯钠有很低的临界胶束浓度约10-5mol/L,表明该类表面活性剂具有较好的表面活性。     

4种新型氟碳表面活性剂

介绍了巨化集团技术中心最新开发的4种氟碳表面活性剂:3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基(2-亚硫酸) 乙基二甲基铵、3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基甜菜碱、8-3-9氟碳-碳氢柔桥混链双季铵、6-3_9氟碳柔桥混链双季铵。其临界胶束浓度CMC分别为1.14×10-4、1．12×10-3、4．93×10-4、2．78×10-4 mol／L,在临界胶束浓度时表面张力分别为19．0、22．0、20．9、22．7 mN／m,在质量分数0．1％时,表面张力分别为16．4、18．2、19．2、20．4 mN／m。分析了氟碳表面活性剂结构与性能的关系。     

烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂的结构与界面性质

以烷基酰氯为原料,经傅克酰基化反应、格林反应、催化氢化还原及磺化、中和等步骤,合成了10-4-10、12-4-12和10-6-10(10和12代表疏水基碳数,4和6代表连接基团碳数)3种不同结构的双烷基双苯双磺酸盐Gemini表面活性剂,并用核磁共振氢谱和电喷雾质谱对产物进行了结构鉴定。用旋滴法测定了其水溶液与正庚烷的界面张力,发现磺酸盐Gemini表面活性剂的CMC比对应的传统的表面活性剂的CMC低两个数量级,并且随着疏水基碳数或连接基团碳数的增加而降低。10-4-10、12-4-12和10-6-10的饱和吸附面积(Amin)分别为0.23、0.35和0.97 nm2,饱和吸附量(Γmax)分别为7.37×10-10、4.65×10-10和1.72×10-10mol/cm2,临界胶束浓度下的界面张力(γCMC)分别为3.60、3.06和1.89 mN/m。