壳聚糖改性—两性离子高分子表面活性剂的制备

以壳聚糖(CTS)为原料,通过Schiff反应以及烷基化反应在壳聚糖的活性氨基上先后引入亲水和疏水基团,合成了一种易溶于水的两性离子表面活性剂(Rm,n-CTS-B).采用红外光谱(IR)、核磁共振(1H-NMR)等方法对壳聚糖及其衍生物的分子结构进行表征;通过元素分析(EA)测定其取代度,采用正交实验确定其最优反应条件.对Rm,n-CTS-B的水溶性、表面张力以及泡沫性能进行了研究,结果表明:合成的R8,2-CTS-B具有良好的表面性能,表面张力能达到31.13 m N/m.     

壳聚糖改性的高分子表面活性剂的合成与性能

以商品壳聚糖(CTS)为原料,通过对-NH_2的化学改性,合成制备了壳聚糖改性的水溶性两性离子表面活性剂.采用正交试验法对合成反应工艺作了优化;通过红外光谱(IR)、核磁共振(H-NMR)及元素分析(EA)等方法对烷基壳聚糖中间体(RCTS)与最终产物,即烷基壳聚糖磺酸季铵盐(SRCTS)的分子结构进行了表征,并对SRCTS的水溶性、表面张力以及泡沫性能作了初步的探索.结果表明:经改性的SRCTS具有良好的表面活性与泡沫稳定性,其最低表面张力值可降至29.1mN/m;泡沫半衰期可提高65%.     

双亲性羧甲基壳聚糖钠盐席夫碱衍生物的合成及其性能研究

旨在以天然产物为基础,设计与合成具有表面活性和抗菌等特性的多功能高分子,拓宽天然产物应用领域.首先壳聚糖与一氯乙酸取代反应获得O-羧甲基壳聚糖钠盐,然后依次与柠檬醛、对羟基苯甲醛进行席夫碱反应,最终制得O-羧甲基壳聚糖钠盐缩柠檬醛缩对羟基苯甲醛,并通过1H-NMR和元素分析对产物的结构进行表征.通过测定终产物的表面张力(γ)、临界胶束浓度(CMC)、亲水亲油平衡值(HLB)、乳化能力和抗菌能力等对其性能进行评价,结果表明:该产物具备表面活性且其水溶液能够抑制细菌增长,具有成为功能性高分子表面活性剂的潜力.     

烷基化改性壳聚糖制备条件对酚类化合物吸附的影响

采用脂肪醛与壳聚糖反应生成Schiff's碱,再用NaBH4还原制备了N-烷基化壳聚糖衍生物. 用元素分析测定了其取代度. 考察了不同烷基化条件对庚醛改性壳聚糖取代度和吸附性能的影响. 结果表明,反应时间、醛/壳聚糖配比和反应温度等因素影响烷基化壳聚糖的取代度. 在n(醛)∶ n(壳聚糖)=4∶ 1、反应温度为100 ℃和反应时间为8 h条件下,庚醛改性壳聚糖的取代度趋于最大值,取代度的增加有利于改性壳聚糖对2,4-二氯酚的吸附. 不同链长脂肪醛改性壳聚糖对酚的吸附影响结果表明,随着烷基化链长的增加,改性壳聚糖产物对酚的吸附量增加,但链长超过7个C时,吸附量反而下降.庚醛改性壳聚糖的吸附效果最好.     

利用高分子多基元协同效应增强脂质体稳定性的研究

通过合成接枝胆固醇的壳聚糖水溶性高分子，并利用所接枝胆固醇的插膜能力，诱导高分子贴附于脂质体表面，形成高分子-脂质体复合物.研究发现，壳聚糖水溶性高分子可以起到屏蔽膜表面电荷的作用，同时该体系利用高分子链上多位点修饰的疏水基团与磷脂分子之间的疏水作用和高分子多基元之间共价连接的协同效应，增强了脂质体的抗融合及抗表面活性剂能力.该复合策略制备过程简便快捷，在体外实验中已展现出良好的稳定性，在长循环药物递送方面具有潜在的应用.     

甲壳低聚糖表面活性剂的制备及其表面活性研究

通过氧化降解壳聚糖制得水溶性甲壳低聚糖，再与二甲基十二烷基缩水甘油基氯化铵反应，得到了季铵盐型阳离子甲壳低聚糖表面活性剂。用红外光谱、核磁共振(^1H，^13C)、元素分析等分析手段对产物进行了结构表征，并研究了取代度对产物表面活性的影响规律。     

磺化甜菜碱型双子表面活性剂的合成及性能

以N,N'-二甲基乙二胺为起始原料,合成了一类新型磺化甜菜碱型双子表面活性剂.通过红外光谱(IR)、核磁共振(~1H-NMR)对中间体及最终产物——磺化甜菜碱型两性离子双子表面活性剂的分子结构进行了表征.对合成产物的表面性能及相关物性参数作了初步的研究.实验表明:合成制得的磺化甜菜碱型双子表面活性剂具有优异的表面活性,最低的表面张力可降至27.81 mN/m,且有着良好的乳化性能.     

水溶性N,O-羟乙基壳聚糖的合成

在Na OH存在下,以溴乙醇为羟乙基化试剂对壳聚糖进行了改性,得到羟乙基壳聚糖(HECTS);用元素分析法(EA)确定了产物的羟乙基取代度(DS),并以产物的取代度为基准,用四因素三水平正交实验优化了反应的条件;同时,用FT-IR和~1H NMR表征了产物结构,超声辅助直接溶解法评价了产物的水溶性。结果表明,壳聚糖经碱化处理后再用溴乙醇改性,生成的产物为N,O-羟乙基壳聚糖(N,O-HECTS),羟乙基取代度为82.42%及其以上的N,O-HECTS在中性条件就具有较好的水溶性;当n溴乙醇/n壳聚糖单元=5.0,nNaOH/n壳聚糖单元=10.0,反应温度为50.0℃和反应时间为36.0h时,N,O-HECTS的羟乙基取代度可达112.39%。     

聚合物对非离子十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚浊点的影响

测定了水溶性高分子聚乙二醇(PEC1000、PEG2000、PEG6000)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30、PVP-K90)对三种非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚C12H25O(EO)m(PO)nH(LS36,m=3,n=6;LS5,m=4,n=5;LS54,m=5,n=4)浊点的影响.结果表明,聚乙二醇(PEG)可使三种表面活性剂水溶液浊点降低;而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)随其浓度增加,表面活性剂溶液浊点先升高然后又下降;浊点下降程度与聚合物浓度和分子量有关.     

两亲性羧甲基壳聚糖衍生物的表面活性研究

将羧甲基壳聚糖与烷基缩水甘油醚在碱性条件下反应,合成了一系列新型的两亲性化合物(2-羟基-3-烷氧基)丙基-羧甲基壳聚糖,对其表面性质的研究结果表明,对同一衍生物,在所研究范围内,取代度越高,降低表面张力的能力及效率越高;对同一取代度的不同衍生物,疏水链越长,降低表面张力的能力越强;对链较短和取代度较大的衍生物,如(2-羟基-3-丁氧基)丙基羧甲基壳聚糖(HBP-CMCHS),在外加电解质存在时溶液的表面张力曲线出现2个转折点,表明可能有分子内胶束形成;而对链较长的衍生物,如(2-羟基-3-十二烷氧基)丙基羧甲基壳聚糖(HDP-CMCHS),则无明显的临界胶束浓度,有外加电解质时表面张力曲线也未出现2个转折点.     

三联阳离子表面活性剂的合成及复配性能

以环氧氯丙烷、叔胺、甘油为主要原料,水为溶剂,经过开环、季铵化反应,合成了新型三联季铵盐阳离子表面活性剂(Ⅲ-12-4),得率为86.9%。采用质谱和元素分析测试技术对产物结构进行表征,证明所得产物即为目标产物。通过采用DCA-315型表面张力及动态接触角分析仪对表面张力的测定研究了其与十二烷基硫酸钠(SDS)复配体系的表面化学性质,稳态荧光探针法考察了微极性变化,还得到了胶束聚集数。结果表明,复配体系与单一体系相比,具有更低的临界胶束浓度(cmc)和降低表面张力的效能,表现出协同效应。当n(Ⅲ-12-4)∶n(SDS)=3∶7时,复配体系的临界表面张力(γcmc)和临界胶束浓度分别为16.95mN/m和1.33×10-5mol/L,并且胶束聚集数只有SDS的1/6,混合胶束结构紧密,微极性降低。     

新型Gemini咪唑表面活性剂的合成及表面性能

以2,2-双(溴甲基)-1,3-丙二醇为连接基合成了新型的连接基为枝状的Gemini咪唑表面活性剂2,4-二(溴化-3-烷基咪唑)-1,3-丙二醇([Cn-P-Cnim]Br2,n=10,12,14).产物经核磁共振氢谱(1H NMR)、红外(IR)光谱和元素分析等进行了分析,证明所得产物即为目标产物.通过表面张力法和电导法测量其表面活性并计算胶束形成热力学参数(ΔG m—0,ΔH m—0,ΔS m—0).结果表明,25℃时3种表面活性剂均具有很高的表面活性,胶束的形成是自发的熵驱动过程.     

两性离子表面活性剂的合成及其表面性质

合成了一类含季铵基和磺酸基结构的非对称Gemini两性离子表面活性剂;利用红外光谱、质谱、离子定性试验验证了合成产物的分子结构,并测定了其表面性质.结果表明,目标产物的分子结构符合设计预期;五种非对称Gemini两性离子表面活性剂的表面张力在30mN/m左右,临界胶束浓度达到10-4~10-5数量级.此外,虽然非对称Gemini两性离子表面活性剂的起泡性能比相应单链型表面活性剂的稍差,但其稳泡性明显优于后者.     

羧甲基壳聚糖-g-(2-氯乙酰氧基-4-甲氧基-二苯甲酮)的合成及其紫外吸收性能

2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(紫外线吸收剂)与一氯乙酰氯反应制得功能中间体2-氯乙酰氧基-4-甲氧基-二苯甲酮(1);在碱性条件下1与羧甲基壳聚糖(CMC)在异丙醇中通过N-烷基化反应实现1在CMC上的接枝,合成了一系列新型CMC接枝物——CMC-g-1n(2-G,G=接枝率),其结构经UV,IR和XRD表征.并测试了2-G的吸湿性、保湿性以及溶解性.结果表明,2-G在311 nm处有最大紫外吸收;吸湿性随G的增大减小;保湿性随G的增大提高;2-G有较好的水溶性.     

超声波辅助木质素磺酸钠烷基化合成表面活性剂

以木质素磺酸钠(LS)和1-溴十二烷为原料,吡啶为催化剂,在碱性醇水混合溶液中,利用超声波辅助烷基化反应制备生物基表面活性剂.通过GPC,UV,FTIR和1H-NMR对木质素磺酸钠及其直接烷基化产物(ALS)、超声烷基化产物(UALS)进行结构表征,结果表明超声活化使木质素磺酸钠的分子量从154200下降到106000,酚羟基的含量从0.65%提高到1.55%,活化效率达139%.1H-NMR谱中甲氧基的峰面积占总面积的比值由超声前的36.0%下降到超声后的21.0%.烷基化反应位点是LS的酚羟基,超声波活化烷基化效率明显高于直接烷基化效率.1%质量浓度的UALS的表面张力为28.2 mN/m,相同质量浓度的ALS和LS的表面张力分别为34.1 mN/m和41.5 mN/m.UALS的临界胶束浓度(CMC)是5×10-2g/L,比LS的低近两个数量级.超声烷基化效果较直接烷基化好的原因在于超声波处理一方面提高了酚羟基的含量,一方面破坏了大分子的三维网状结构,强化了体系的传质和传热效率.     

CMC系列高分子表面活性剂与原油 超低界面张力形成机理的研究

采用动态激光光散射及环境扫描电镜研究了羧甲基纤维素系列高分子表面活性剂与大庆原油形成超低界面张力的机理.结果表明,CMC系列高分子表面活性剂具有与低分子量表面活性剂相比拟的表/界面活性,其水溶液的表面张力可达28～35mN/m,界面张力达到10     

腰果基表面活性剂的合成及其表面性质

以腰果酚为起始原料,合成了中间体腰果酚聚氧乙烯醚(CPE),进而在NaOH的催化作用下,由CPE和氯乙酸合成了系列腰果酚聚氧乙烯醚羧酸盐(CPEC)。采用红外光谱和元素分析技术对产物的结构进行了表征,用表面张力法研究了CPEC的表面性能。结果表明,该表面活性剂水溶液的临界胶束浓度(CMC)为9.30、8.50、8.10和7.71mmol/L,相应的临界表面张力为28.38、28.60、30.40和30.00mN/m。根据Gibbs公式得出表面活性剂在溶液表面的最大吸附量为0.7087、0.7350、0.7195和0.7346μmol/m2,表面活性剂的最小分子截面积为2.3439、2.2600、2.3087和2.2613nm2。     

二氯化-N,N-'-二(3-脱氢松香酰氧-2-羟丙基)四甲基乙二胺的合成与性能

研究了Gemini表面活性剂中疏水"尾巴"结构对性质的影响,以脱氢松香酸和环氧氯丙烷为原料合成了中间体3-脱氢松香酰氧-2-羟丙基氯,再与四甲基乙二胺反应,得到1种以脱氢松香酰基为疏水链"尾巴"的对称Gemini型双季铵盐阳离子表面活性剂二氯化-N,N'-二(3-脱氢松香酰氧-2-羟丙基)四甲基乙二胺.在合成工艺条件的基础上,采用IR光谱、MS谱和元素分析测试技术对产物进行了结构确认.结果表明,该产物可降低水的表面张力达34.9 mN/m,临界胶束浓度为1.0×10-4 mol/L.表明具有良好疏水性能的2个大"尾巴"使合成的Gemini表面活性剂更易形成胶束,大大提高了表面活性.     

阳离子和两性混合表面活性剂为模板合成三维六方介孔二氧化硅

用阳离子表面活性剂CnTAB(n=12,14,16,18)和两性生物表面活性剂SDG以8∶2的摩尔比混合作为模板剂,在酸性条件下晶化,碱性条件下老化合成了三维有序介孔二氧化硅。合成的产物用XRD、SEM、TEM和N2吸附进行表征。结果表明,在不同链长的表面活性剂CnTAB(n=12,14,16,18)中,C14TAB与SDG混合所得样品C14DG的有序度最好。而C16TAB和C18TAB与SDG混合所得样品的孔径约为9 nm。两性表面活性剂SDG对产物的形貌和三维六方结构都有影响。     

新型聚乙烯接枝共聚物的制备与表征

以聚氧乙烯和全氟辛基聚氧乙烯醚(FPEOE)为起始原料, 合成了一系列的特种氟表面活性剂及其丙烯酸酯, 用FTIR和1H NMR对其结构进行了表征, 用最大气泡法测定了其表面张力. 以其作为接枝单体, 利用反应挤出接枝的方法制备了系列功能化聚乙烯, 用FTIR确定了接枝共聚物的结构和接枝率; 用DSC、接触角测量仪和XPS对接枝共聚物的热性能、结晶行为和表面性能进行了测试分析. 结果表明, 随着聚氧乙烯分子量的增加, 氟表面活性剂的表面活性降低; 聚乙烯接枝共聚物的结晶温度高于线形低密度聚乙烯, 且具有较好的亲水性.