甲基偶联双（壬基苯甲醚磺酸钠）的合成及性能研究

以“绿色试剂”碳酸二甲酯为原料,通过相转移催化甲基偶联双壬基酚的O-甲基化反应,合成得到中间体甲皋偶联双（壬基苯甲醚）,再经磺化、中和制得新型Genini阴离子表面活性剂——甲基偶联双（壬基苯甲醚磺酸钠）。测定了中间体和产物Gemini表面活性剂的红外光谱、质谱及核磁共振氢谱,并测定了Gemini表面活性剂的表面张力、临界胶束浓度、增溶能力、钙皂分散力、钙离子稳定性、泡沫性能、乳化力及润湿力。结果表明,与LAS相比,本文合成的新型Gemini表面活性剂具有较低的表面张力值,cmc降低约一个数最级;且钙皂分散力、钙离子稳定性、稳泡力及乳化力均优于LAS。     

一种阴离子表面活性剂的合成与性能研究

合成了一种阴离子型双醚双苯磺酸盐Gemini表面活性剂,测定该系列Gemini表面活性剂水溶液的表面张力(γcmc)分别为:32.00mN/m、28.41 mN/m、29.76 mN/m、33.20 mN/m,临界胶束浓度(cmc)分别为:0.79mmol/L、0.87 mmol/L、1.02 mmol/L、0.84 mmol/L;该Gemini表面活性剂(DPDAS-12)可在无碱,浓度为0.35%条件下,将油/水界面张力降至1.2×10-3mN/m的超低水平;可有效改变岩石表面润湿性,可将亲油表面(θ=114°)改变为弱亲油(θ=69.3°),可将亲水表面(θ=26.0°)改变为弱亲水表面(θ=34.0°)。     

一种阴离子型双子表面活性剂的合成与表征

以乙二胺、2-溴乙基磺酸钠、月桂酸等为主要原料制备了阴离子型双子(gemini)表面活性剂N,N′-乙撑双[(N-乙磺酸钠)-十二酰胺](DTM-12),以IR和1HNMR对其结构进行了表征。该目标产物水溶液的cmc(5.0×10-4mol/L)是十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠的1/20和1/16,γcmc(29.7 mN/m)比它们低8 mN/m~10 mN/m。DTM-12分别与DTAB和Triton X-100组成的复配体系在摩尔比为3∶7时,cmc达到1.06×10-4mol/L和0.49×10-4mol/L,γcmc达到25.4 mN/m和31.7 mN/m,DTM-12表现出较好的协同效应。DTM-12还具有良好的润湿力。     

新型磺基甜菜碱与聚丙烯酰胺作用的研究

合成了一种耐温抗盐表面活性剂,通过红外光谱分析了该表面活性剂的结构。将其与2500万分子量聚丙烯酰胺进行复配,考察了复配体系的表面、界面性能。研究结果表明：所合成的产物为目标产物;磺基甜菜碱表面活性剂的临界胶束浓度（cmc）为2．19×10^-3mol／L,临界胶束浓度下的表面张力（γcmc）为25．51mN／m;加入聚合物后临界胶束浓度变为4．09×10^-3mol／L,γcmc变为26．65mN／m;表面活性剂质量浓度在0．8—1．5g/L,可使胜利原油油水间的界面张力达到超低数量级（10^-3mN／m）;聚合物的加入有利于乳状液的形成。     

磺酸盐Gemini表面活性剂的合成与表面活性

以单链表面活性剂SCT及1,3-丙二胺为原料,通过一步取代反应,合成了4种含三嗪环的磺酸盐Gemini型表面活性剂Cn-3-Cn(n=6,8,12,14),测定了25℃时4种表面活性剂的临界胶束浓度CMC。结果表明,Cn-3-Cn的临界胶束浓度CMC均随着疏水烷基链长度的增加而减小,C12-3-C12(实际疏水基碳原子数为14)达到最小值7.23×10-5mol/L,当实际疏水基中碳原子数增加到16时,CMC有所增加。同传统单烷基离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)相比,该类表面活性剂的CMC值低1～2个数量级,显示出很高的表面活性。此外,表面张力随着疏水烷基链长度的增加呈现先减小后增大的趋势,最低γcmc为35.48 mN/m。     

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).     

系列磺基甜菜碱的合成及表面性能的研究

以N,N-二甲基乙醇胺、酰氯和丙磺内酯为原料,合成了系列磺基甜菜碱型两性表面活性剂;并通过红外光谱对目标产物进行了结构表征,结果表明产物的分子结构与设计的分子结构相符。采用滴体积法对两型表面活性剂的表面性能进行了测定;其中SB9-coo-2-3的临界胶束浓度（cmc）为23.550×10-4mol.L-1,cmc为31.006mN.m-1;SB11-coo-2-3的cmc为9.908×10-4mol.L-1,cmc为27.669mN.m-1;SB13-coo-2-3的cmc为1.968×10-4mol.L-1,cmc为24.932mN.m-1。结果表明,随着烷基链长的增加,系列磺基甜菜碱cmc呈指数下降,cmc逐渐下降,表面活性逐渐增加。     

Gemini双季铵盐表面活性剂与SDBS和SDS的复配行为

采用荧光分光光度法和Zeta电位法考察了系列Gemini双季铵盐表面活性剂与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二烷基磺酸钠(SDS)的复配效果。结果表明,Gemini双季铵盐表面活性剂疏水链和连接基越长,cmc越小,且疏水链长度对表面活性剂性能的影响较大;Gemini双季铵盐表面活性剂的加入可显著提高阴离子表面活性剂SDBS和SDS的表面活性,当Gemini双季铵盐表面活性剂与SDBS或SDS的摩尔比为3:7时,复配体系的cmc最小,且与SDS复配体系的性能优于与SDBS的复配体系。     

新型油脂基表面活性剂十二酰基二苯硫醚磺酸钠的合成与性能

油脂基表面活性剂因性价比高、对环境友好而受到广泛关注,本文以月桂酰氯与二苯硫醚经过傅-克酰基化反应制备十二酰基二苯硫醚中间体,然后经磺化和中和合成新型油脂基表面活性剂十二酰基二苯硫醚磺酸钠,并用FT-IR、1H NMR和HPLC等方法表征了中间体和产物的结构和含量。性能测试结果表明十二酰基二苯硫醚磺酸钠的克拉夫特点(TK) < 0 oC,25 oC时cmc和γcmc分别为4.38×10-4 mol/L和37.63 mN/m,钙皂分散力为26%(wt%),并能分别在9.7%(wt%) NaOH、14.5%(wt%) CaCl2、24.3%(wt%) NaCl和30.9%(wt%) HCl水溶液中溶解。实验结果表明其具有优秀的低温溶解性,较好的抗钙皂形成能力和优异的耐电解质性能。     

双头基表面活性剂的合成、表征及其性能

以棕榈酸、四甲基二丙烯三胺和丙烷磺内酯为主要原料合成了一种双头基表面活性剂N,N-双[3-（二甲基磺丙基铵基）-丙基]-N-十六酰胺,红外光谱和质谱分析验证了产物的结构。对产物进行性能测试,结果表明：25℃时,临界胶束浓度cmc为1.78×10?4mol/L,γcmc为50.1mN/m;在浓度大于cmc时,硝基苯在产物胶束相的分配系数lgKmc=3.12;钙皂分散指数LSDR为4%;硬水中的稳定等级为5级。     

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。     

新型阴离子Gemini表面活性剂与CTAB的复配性能研究

利用滴体积法研究了30℃时新型阴离子Gemini表面活性剂(C6-G)与CTAB复配体系的相互作用。结果表明:C6-G/CTAB复配体系在配比为0.3∶0.7时cmc达最小值2.02×10-5 mol/L,配比为0.5∶0.5时γcmc达最小值26.1 mN/m;所有C6-G/CTAB复配体系在降低表面张力的效率和形成胶束的能力方面存在协同效应;配比为0.7︰0.3时在降低表面张力的能力方面存在协同效应。     

烷基四甲基胍双子表面活性剂的合成与性能

以十二烷基伯胺和四甲基脲为原料合成了十二烷基四甲基胍及其盐酸盐.后者再与环氧氯丙烷反应制备了十二烷基四甲基胍双子阳离子表面活性剂,通过IR和~1HNMR鉴定了其结构,并考察了其性能.结果表明,十二烷基四甲基胍双子表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)为2.5×10~(-4)mol/L,γ_(cmc)为28.5 mN/m,其表面活性明显高于单十二烷基胍盐酸盐.最后以十二烷基四甲基胍双子表面活性剂为模板剂制备了纳米SiO_2粒子.     

N,N'-双(月桂酰基)乙二胺二丙酸钠的复配性能研究

测定了N,N'-双(月桂酰基)乙二胺二丙酸钠(DLMC)及与十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)和十二烷基聚氧乙烯(6)醚(AEO6)复配体系的表面张力,计算了DLMC及复配体系的表面化学性能参数;应用正规溶液理论得到复配体系内表面相和胶束相中2种表面活性剂之间的相互作用参数。结果表明,在25℃,0.1 mol·L-1NaBr水溶液中,DLMC的临界胶束浓度(cmc)为1.01×10-4mol·L-1,cmc下的表面张力(γcmc)为30.3 mN·m-1;DLMC/DTAB复配体系的γcmc,cmc和Amin均比单一组分要低;DLMC/AEO6复配体系的γcmc,cmc和Amin随着DLMC组分的增加先减小后有所增加。复配体系在形成胶束能力、降低表面张力效率及降低表面张力能力方面存在协同增效作用。     

可断键均三嗪脂肪磺酸盐型表面活性剂的合成与表面活性

以脂肪胺、三聚氯氰、氨基乙磺酸为原料合成了4种不同碳链长度均三嗪脂肪磺酸盐型表面活性剂[2-脂肪胺基-4-(2-磺基乙基)胺基-6-氯-1,3,5-均三嗪]。用元素分析、1HNMR、FTIR对中间体和目标产物的结构进行了表征。测定了25℃时4种表面活性剂的表面张力,研究了它们的表面活性。结果表明,疏水链长为C14时,该类表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)和cmc下的表面张力(γcmc)达到最低值分别为:3.58×10-5mol/L和32.53 mN/m。与普通表面活性剂C12-LAS相比,疏水链长为C12~C16的该类表面活性剂的cmc均比C12-LAS低1~2个数量级,即它们降低水溶液表面张力的效率比C12-LAS高;疏水链长为C8、C12和C16时,其在溶液表面的饱和吸附量均比C12-LAS小,饱和吸附面积比C12-LAS大;疏水链长为C14时则相反。     

非对称Gemini离子液体表面活性剂的制备及表面活性

以咪唑、溴代烷、1,3-二溴丙烷和长链烷基N,N-二甲基叔胺分别经取代反应和季铵化反应制备出非对称Gemini离子液体表面活性剂[C_nIMC_3N_(11n)][Br]_2(n=10,12,14,16),并通过~1H NMR、~(13)C NMR和元素分析确定其化学结构。测定了其Krafft点,发现随着疏水链链长的增加,Krafft点逐渐升高。采用吊片法测定了产物的表面活性,结果表明,所制备的Gemini离子液体表面活性剂具有优良的表面活性,其γ_(cmc)在35 mN/m左右,cmc在10~(-4)～10~(-3) mol/L范围内,比普通阳离子表面活性剂的cmc低1～2个数量级。通过电导率法测定了[C_nIMC_3N_(11n)][Br]_2的cmc和反离子结合度(β),由电导率法测得的cmc值稍高于吊片法测得的数据,表明形成了无表面活性的预胶束聚集体;同时随着温度的增加,cmc值增加、β值降低,这是因为温度的升高降低了其形成胶束的能力和已形成胶束的稳定性。     

糖苷基季铵盐与α-烯基磺酸钠复配体系的表面活性

研究了糖苷基季铵盐(CAPG)与α-烯基磺酸钠(AOS)复配体系的稳定性以及在表面和溶液中的相互作用.结果 表明,复配体系具有很好的稳定性,在形成胶束的能力、降低表面张力的效能及效率方面均有显著的提高,当n(CAPG):n(AOS)=1:1时增效作用最为明显,其cmcT(临界胶束浓度)、γcmc(临界胶束浓度时的表面张力)和cπ:柏(表面张力为40 mN·m-1时表面活性剂的总浓度)分别为4.4×10-5mol·L-1,24.9 mN·m-1和1.7×10-5mol·L-1,混合表面活性剂在表面和胶束中的相互作用参数βσ和βm分别为-15.93和-14.29,表现出很好的协同效应.     

间苯二甲酸酯Gemini表面活性剂的合成及性能

N,N-二甲基乙醇胺与间苯二甲酰氯反应获得二(N,N-二甲基胺基乙基)间苯二甲酸酯,再分别与溴代正十二烷和溴代正十六烷制得两种含酯基Gemini阳离子表面活性剂(C12-O-C12、C16-O-C16)。采用IR、1 H NMR、元素分析表征了其结构。测定了其临界胶束浓度(CMC)分别为6.91×10-4 mol/L、7.07×10-5 mol/L;平衡表面张力(γCMC)分别为41.9 mN/m、40.8 mN/m;Krafft点分别为0℃、43℃。并研究了其乳化性、泡沫性质等。     

三硅氧烷咪唑离子液体表面活性剂的合成与表面活性

以氯丙基甲基二甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷为原料,在浓硫酸催化下合成了氯丙基三硅氧烷,再与1-甲基咪唑进行季铵化反应,制备了三硅氧烷咪唑离子液体表面活性剂.用傅里叶红外光谱仪以及氢谱和碳谱核磁共振仪表征了产物的结构;并对其临界胶束浓度(cmc)及表面张力(γ)进行了测定.结果表明,与长链烷基咪唑类离子液体表面活性剂相比,三硅氧烷咪唑离子液体表面活性剂具有更好的表面活性,其cmc为15.5 mmol/L,γcmc为24.0 mN/m.     

连接基为2-羟丙基系列季铵盐双子表面活性剂的性能研究

以自制的5种连接基团为2-羟丙基(-3(OH)-),两侧疏水基团为不同碳数烷基链的阳离子季铵盐双子(Gemini)表面活性剂(8-3(OH)-8,8-3(OH)-12,8-3(OH)-16,12-3(OH)-12和16-3(OH)-16)为研究对象,测定了它们不同浓度水溶液的表面张力,不同p H下的泡沫性能以及乳化能力。结果表明:5种表面活性剂的cmc分别为12.3×10-5,15.5×10-5,6.8×10-5,2.9×10-5和1.2×10-5mol/L,γcmc分别为46.04,37.20,39.61,39.34和38.12 m N/m;酸性条件(p H=2)下5种表面活性剂的发泡力均较中性条件下有所提高,无论是在酸性还是在中性条件下,8-3(OH)-12在5种表面活性剂中发泡力最好;在酸性条件(p H=2)下,5种表面活性剂的乳化能力均较中性条件下有明显提高。