阳离子Gemini表面活性剂的合成及应用研究综述

Gemini作为表面活性剂行列中新兴的一员,因其独特的化学结构及优异的应用性能受到研究者的重视,近年来的研究不断更新,品种丰富。本文简要介绍了阳离子Gemini表面活性剂的性质,重点综述了国内各种阳离子Gemini表面活性剂的合成方法及应用,最后探讨了阳离子Gemini表面活性剂今后的发展趋势。     

阳离子Gemini表面活性剂的合成及应用研究综述

Gemini作为表面活性剂行列中新兴的一员,因其独特的化学结构及优异的应用性能受到研究者的重视,近年来的研究不断更新,品种丰富.本文简要介绍了阳离子Gemini表面活性剂的性质,重点综述了国内各种阳离子Gemin表面活性剂的合成方法及应用,最后探讨了阳离子Gemini表面活性剂今后的发展趋势.     

Gemini型阳离子烷基糖苷表面活性剂性能研究

用Wilhelmy法对Gemini阳离子烷基糖苷表面活性剂(G-CAPG)的表面张力进行了测定,25℃,其cmc为0.12 mmol/L,γcmc为30.2 mN/m,Krafft点为-4.41℃,表面活性较好。应用性能研究表明,其保持了APG优异的泡沫性能和去污能力,且几乎不受水硬度的影响;渗透和乳化性能优于常见的阴、阳离子和两性表面活性剂;与LAS复配时,当n(G-CAPG)/n(LAS)<0.6或n(G-CAPG)/n(LAS)>2.0时,溶液的透光率均大于90%,当n(G-CAPG)/n(LAS)=0.5/1时,其去污值达到66.01%,其水溶液的表面张力达到27.3 mN/m;对杆状菌和大肠杆菌的杀菌作用良好;10 d内生物降解度达到94.8%以上,生物降解性能较好。     

Gemini型双季铵盐阳离子表面活性剂的合成及应用研究进展

Gemini(双子)型双季铵盐阳离子表面活性剂以其独特的结构而具有良好的表面活性、较低的临界胶束浓度(CMC)等优良的物理性能。以间隔基团的不同综述了Gemini型双季铵盐阳离子表面活性剂的合成路线,并简要的介绍了Gemini型双季铵盐阳离子表面活性剂在杀菌、金属缓蚀、煤沥青润湿、乳化及作为基因和药物载体方面的应用,为Gemini型双季铵盐阳离子表面活性剂的后续研究提供了参考。并指出要重视其合成条件的优化,以降低生产成本,扩大Gemini型双季铵盐阳离子表面活性剂的应用范围。     

Gemini型磺基琥珀酸酯盐表面活性剂的合成与性能

采用非外加相转移催化剂的方法合成了Gemini型磺基琥珀酸酯盐表面活性剂,得到较佳工艺条件为:n(顺酐):n(乙二醇)=2.05∶1、于70℃下单酯化反应2.0h,可得到酯化率约95%的单酯化产物;n(顺酐)∶n(己醇)=1.15∶1,160℃条件下双酯化反应40min,可得到酯化率约95%的双酯化产物:n(NaHSO3):n(顺酐)=1.05∶1,反应温度110℃下反应2.5h,可得到磺化率96%的目标产物。测定了Gemini型表面活性剂的表面性能,并与十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠的性能进行了比较,结果显示:其临界胶束浓度为0.8mmol/L、表面张力为25.7mN/m,渗透性能、去污力较佳,是一种较为理想的表面活性剂。     

12-3-12型Gemini阳离子表面活性剂的合成及性能研究

以十二叔胺与环氧氯丙烷为主要原料,在实验室合成12-3-12型Gemini阳离子表面活性剂,终产物用傅立叶红外变换仪和元素分析仪进行定性分析,并对表面活性剂的性能进行了详细讨论.实验合成的12-3-12型Gemini阳离子表面活性剂cmc为7.28×10-4 mol/L,表面张力γ cmc=39.53 mN/m;乳化力、增溶作用、发泡性及稳泡性均较十八烷基三甲基氯化铵(S 1831)、十六烷基三甲基氯化铵(S 1631)好,但发泡性及稳泡性不及十二烷基硫酸钠(SDS).     

新型阳离子表面活性剂的合成及性能研究

本文研究了利用３－氯－１，２－丙二醇和二甲基十二烷基胺合成新型阳离子表面活性剂二（羟基）丙基二甲基十二烷基氯化铵的合成工艺，并研究了其溶液性能。     

阴离子型Gemini表面活性剂的合成及性能研究进展

综述了一系列阴离子型Gemini表面活性剂(包括磺酸盐型、硫酸酯盐型、羧酸盐型及磷酸酯盐型)的合成方法,并介绍了其表面活性、水溶性、协同效应、增溶作用、抗盐能力等理化性能,对今后阴离子型Gemini表面活性剂的研究提出了一些看法.     

十二烷基多季铵盐Gemini型阳离子表面活性剂合成

控制反应物乙二胺与环氧氯丙烷的配比，得到乙二胺与环氧氯丙烷的摩尔比分别为1：5、1：4、1：1的产物。然后与自制十二烷基二甲胺进一步反应温度60℃；反应时间1h：反应溶剂、水和乙醇的混合溶剂。通过测定不同浓度下溶液的表面张力，得到其产物I、Ⅱ的临界胶束浓度为0.05%（质量百分比）左右。说明产品具有很低的临界胶束浓度和较好的表面活性。进一步的实验证明；合成产物具有较好的发泡力、稳泡力和金属腐蚀的抑制性能，并考察了其与阴离子表面活性剂的复配性能。     

含酰胺基双子阳离子表面活性剂的合成与性能研究

以N,N-二甲基丙二胺分别与十二酸、十四酸、十六酸和十八酸反应得到酰胺基叔胺,再制成其盐酸盐,盐酸盐与环氧氯丙烷在水溶剂中合成了相应的含酰胺基双子(gemini)阳离子表面活性剂,采用红外光谱、质谱、元素分析、核磁共振波谱进行了结构表征,并测定了阳离子表面活性剂表面化学性能.结果表明,真空干燥后含酰胺基gemini阳离子表面活性剂的质量分数大于98%,该含酰胺基gemini阳离子表面活性剂具有很强的表面吸附和胶束生成能力,随着脂肪碳链长度由12增加到18,cmc由9.12×10-5mol·L-1减少至3.31×10-5mol·L-1,ccmc/c20由3.02增加到3.98,Krafft点也有升高的趋势.     

新型酯基咪唑类表面活性剂的合成与性能

以月桂酸、二溴新戊二醇和N-甲基咪唑为主要原料,经酯化、季铵化反应合成了一种新型双酯双咪唑类表面活性剂二溴-1,3-双(3-甲基咪唑)-2,2-双(十二酸酯甲基)-丙烷(EminC12)。实验得到酯化反应条件:n(月桂酸)∶n(二溴新戊二醇)=2.2∶1,反应温度为115℃,反应时间7 h,对甲苯磺酸为催化剂,甲苯为带水剂,得到中间体1,3-二溴-2,2-双(十二酸酯甲基)-丙烷(DEC12),产率为87%;季铵化反应条件:反应温度150℃,反应时间5 h,目标产物产率可达80%;产物结构通过元素分析、IR、1HNMR得到证实。25℃时其水溶液的临界胶束浓度为0.3 mmol/L,表面张力为39 mN/m,具有较好的起泡性和稳泡性。     

阳离子双子表面活性剂的合成及其在水锁损害中的应用

针对低渗透油藏在开发过程中储层极易受到水锁损害的特点,对低渗透砂岩岩心进行了水锁损害研究。在分析了产生油井水锁损害机理的基础上,合成了一种含氟链阳离子双子表面活性剂GFS以减弱水锁损害。室内试验表明：该表面活性剂的表面张力〈20×10~（-3）N·m~（-3）;与多元醇溶液复配后,水锁损害的渗透率恢复率高达86%以上,具有明显的降低水锁损害的作用,对改善低渗透油藏的开发具有重要意义。     

含酯基双子季铵盐阳离子表面活性剂的合成及性能

分别以氯乙酸辛酯 ,氯乙酸十二醇酯、氯乙酸十四醇酯和四甲基乙二胺反应合成了相应的含酯基双子季铵盐阳离子表面活性剂化合物 (Ⅰ～Ⅲ )。滴体积法测定化合物Ⅰ～Ⅲ的表面张力和cmc。γcmc分别为2 7 3 1、 3 3 73和 3 4 0 1(mN/m) ,cmc分别为 5 0 1× 10 -3 、 3 98× 10 -3 和 3 16× 10 -3 (mol/dm3 )。     

含酰胺基双子表面活性剂的合成与性能

通过采用酰胺中间体和溴代烷烃反应,合成出一类新型的含酰胺基双子季铵盐阳离子表面活性剂——二溴双（N-十二（或十四、十六）烷基二甲基叔胺基）乙二酰胺,用IR、^1H—NMR表征了其结构,并对其表面性能进行测试,证实所合成的双子表面活性剂结构正确,其表面性能均优于同碳单疏水链表面活性剂。     

酯基双子表面活性剂的合成及性能

以环氧氯丙烷、己二酸为原料合成二元酸酯中间体(DBA),再与十二烷基二甲基胺进一步反应合成双酯基阳离子双子表面活性剂(CEGSA)。研究了反应时间、反应温度和催化剂用量对生成物(CEGSA)收率的影响,终产物用傅立叶红外变换仪和元素分析仪进行定性分析;用两相化学滴定法测定活性物含量,产物活性物质质量分数达到93.4%以上,其cmc为0.28 mmol/L,表面张力γcmc=36.5 mN/m。     

双子阳离子表面活性剂改性蒙脱土的制备与表征

合成了新型双子阳离子表面活性剂Gemini-16,并用其对钠基蒙脱土进行改性。红外光谱(FTIR)、热重(TGA)分析表明,Gemini-16已插层到蒙脱土片层间。X射线衍射(XRD)表明,改性后蒙脱土层间距从1.47 nm增加到3.48 nm。分散性实验表明,经Gemini-16改性的蒙脱土在液体石蜡中表现出很好的相容性和分散性,改性效果优于目前常用的CTAB处理效果,更有利于聚合物单体进入蒙脱土层间形成聚合物/蒙脱土纳米复合材料。     

糖基双子阳离子表面活性剂杀菌性能

利用抑菌圈法对糖基双子阳离子表面活性剂(SGCS)和糖基阳离子表面活性剂(SCS)对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌的抑菌性能进行了评价。SGCS的抑菌性能优于SCS;抑菌圈随着SGCS碳链增长先增大后变小,C_(12)-SGCS具有较佳的抑菌性能。C_(12)-SGCS和C_(12)-SCS对硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌(FEB)、腐生菌菌群(TGB)、E.coli和禾谷镰刀菌的杀菌性能表明,C_(12)-SGCS的杀菌性能优于C_(12)-SCS,当C_(12)-SGCS的质量浓度为15 mg/L时对SRB,FEB和TGB的杀菌率均超过99%。SGCS抑菌杀菌更广谱高效,具有良好的应用前景。     

一种双磺酸盐表面活性剂的合成与表面性能研究

以无水对氨基苯磺酸、1,2-二溴乙烷、溴代十二烷等为主要原料制备了双阴离子(Gemini)表面活性剂N,N’-(十二烷基二对苯磺酸钠)乙二胺(HY-12)。采用IR光谱测试技术对目标产物的结构进行了初步鉴定,并考察了无机盐对HY-12表面活性的影响。该目标产物水溶液的cmc(5.0×10-4mol/L)是十二烷基磺酸钠的1/20,在临界胶束浓度下的γcmc(27.5 mN/m)比十二烷基磺酸钠(39.0 mN/m)低11.5 mN/m。目标产物与十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)复配产生了较好的协同效应。     

酯型双子阳离子表面活性剂与甲基橙的相互作用

通过紫外-可见光谱法研究了一系列具有不同疏水基的、含酯基双子季铵盐阳离子表面活性剂(EDC-1,2,3,4)与甲基橙(MO)之间的相互作用.结果表明,表面活性剂浓度在1.0×10-5 mol·L-1左右时(远低于其cmc),EDC和MO聚集.这种聚集导致MO的紫外吸收光谱中π→π*吸收带蓝移98 nm,即在365 nm处形成一个新的吸收带.进一步增加EDC浓度至cmc以上时,由于MO增溶于EDC胶束内部,使λmax移至430 nm处.并且分离出了EDC与MO聚集产生的聚合物,经1HNMR分析,其中EDC与MO的摩尔比为12.