双酯基型Gemini表面活性剂的合成及其性能

以1,4-环己二醇、氯乙酰氯、长链叔胺(RN(CH_3)_2,R=10、12、14、16)为原料,合成了一系列不同长度烷基链的双酯基型Gemini表面活性剂(分别命名为C10-EG-10、C12-EG-C12、C14-EG-C14、C16-EG-C16),用FTIR、NMR(~1H、~(13)C)对中间体及产物进行了表征,并研究了表面活性剂的表面性能及抑菌能力。结果表明:在298.15K时,采用铂金环法测定了合成的4种不同长度烷基链Gemini表面活性剂的临界胶束浓度,C10-EG-C10、C12-EG-C12、C14-EG-C14、C16-EG-C16的CMC值分别为5.495、1.096、0.186、0.045 mmol·L~(-1),与传统单链季铵盐表面活性剂相比,合成的Gemini表面活性剂具有较低的CMC值。胶束化热力学参数结果表明在形成胶束过程中是自发放热的。对合成的4种表面活性剂进行了乳化性能、起泡性能和抑菌测试,C14-EG-C14表面活性剂具有很好的乳化能力;C16-EG-C16 Gemini表面活性剂具有良好的稳泡能力;C10-EG-C10表面活性剂具有良好的抑菌能力。     

新型脲基双子表面活性剂的合成及其性能

以N,N-二甲基-1,3-丙二胺、固体光气、溴代烷为原料合成了三种新型含脲基双子表面活性剂(LY-12、LY-14、LY-16),并通过1H NMR、ESI-MS和FT-IR表征了结构。测定了其Krafft点、乳化性能、起泡性能;通过测定表面张力γcmc以及不同温度下的临界胶束浓度(CMC)计算表面活性参数(Γmax、Amin、pc20)与热力学参数(ΔGmθ、ΔHmθ、ΔSmθ)。结果表明,LY-12、LY-14的Krafft点低于0℃,LY-16的Krafft点低于10℃;LY-12、LY-14、LY-16的乳化时间分别为173、275和338 s;LY-12的起泡性显著优于LY-14和LY-16;三种表面活性剂的表面张力γcmc分别为38. 77、37. 42和36. 59 m N/m;298. 15K条件下,其CMC值分别为0. 19、0. 15、0. 13 mmol/L。表面活性参数与热力学参数计算表明,三种表面活性剂均具有高的表面活性且胶束的形成是熵驱动的自发放热过程。     

Gemini型磺基琥珀酸酯钠表面活性剂的结构与性能的关系

以不同的醇为原料,合成了不同的Gemini型磺基琥珀酸酯钠阴离子表面活性剂,对它们的表面化学性能和应用性能进行了测定,并将其性质与其结构的关系进行关联。结果表明:其活性高于相应单基表面活性剂,且联结基、憎水链长度对其活性有影响。联结基长度增加,产物的临界胶束浓度(CMC)降低,对应的表面张力增加,其乳化性、起泡性、稳泡性、渗透力降低,增溶性提高;憎水链长度增加,CMC降低,对应的表面张力先减后增,其乳化性、稳泡性、增溶性提高,起泡性先增后减,渗透力减弱。     

十二烷基二甲基苄基氯化铵结构修饰及性能研究

以苯胺、十二酸、N,N-二甲基乙醇胺等为原料合成了十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)结构修饰的阳离子表面活性剂(I_(10),I_(12),I_(14),I_(16))。利用~1H-NMR和FT-IR对目标产物结构进行表征。在25℃条件下,分别用电导率法和表面张力法测定目标产物的临界胶束浓度(CMC)和表面张力(γ)。结果表明,I_(16)的CMC值最小,为4.29×10~(-5) mol·L~(-1),γ_(CMC)值为38.08 mN·m,并计算目标产物在空气-水界面上的饱和吸附量(Γ_(max))、单个吸附分子的最小截面积(A_(min))、降低溶液表面张力的效率(pC_(20))和降低溶液表面张力的能力(π_(CMC))。在25℃条件下,测试了目标产物的泡沫性能和乳化性能。分析结果表明,I_(16)的稳泡性能达到100%,并且乳化能力最好,分出10 mL水的时间为2 505 s。对目标产物的最低抑菌浓度(MIC)进行测试,结果表明I_(12)对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的MIC分别为13.5μg·mL~(-1)和32.5μg·mL~(-1),具有较高的抑菌活性。     

含酰胺键的吡啶双子表面活性剂合成及性能

以间苯二甲酰氯、氨基吡啶、氯乙酰氯和长链伯胺(n为8、12、14、16)为原料,通过酰胺化反应合成了1,3-二[N-(3-吡啶基)]苯甲酰胺(中间体A)和N-烷基-2-氯乙酰胺(中间体B)。中间体A和中间体B通过季铵化反应,合成目标产物(I_8,I_(12),I_(14),I_(16))。利用~1H-NMR、FTIR对产物及中间体结构进行表征。通过电导率法测定了目标产物在25℃、35℃、45℃的临界胶束浓度(CMC),进行热力学参数计算。用吊环法测定了25℃时目标产物的表面张力γ,计算了相关的表面性能参数。测定目标产物在25℃下的稳泡性及乳化能力。结果表明,合成表面活性剂具有良好的表面活性、稳泡性和乳化能力。     

季铵盐阳离子型双子表面活性剂的合成及其表面活性

以二甲基长链烷基叔胺和1,5-二溴戊烷为起始原料合成了系列不同疏水烷基长度的阳离子型双子表面活性剂m-5-m(m=8, 12, 16).对其表面活性进行了初步研究,结果表明:所合成的系列产物都具有较好的表面活性,其中16-5-16具有最低的临界胶束浓度(CMC 0.289 mmol·L-1);随着疏水烷基链的增长,表面活性剂的CMC显著降低.对应的表面张力(γCMC)则随m的增加先降低,后增高,当疏水链为12个碳时为最低值;8-5-8的表面活性最差.     

基于丙二酰胺的不对称双子表面活性剂的合成及其乳化性能

将二(3-二甲氨基丙基)丙二酰胺分别与溴代十六烷和溴代十四烷反应,生成的季铵盐化产物经丙酮-乙腈重结晶,得到含丙二酰胺基的不对称阳离子双子(Gemini)表面活性剂(命名为16-9-14),总收率为45.9%(以溴代十六烷计);利用红外光谱和核磁共振谱表征了合成产物的结构,采用电导法测定了其临界胶束浓度(CMC),采用滴体积法测定了其临界张力(γCMC),进而初步探讨了其发泡沫性能和乳化性能.结果表明,合成的Gemini表面活性剂的CMC为1.57×10-4 mol/L,γCMC为38.45mN/m;其发泡性能和乳化性能优于相应的单子表面活性剂.     

脂肪酸蔗糖酯的双波长薄层扫描定量分析

脂肪酸蔗糖酯(简称蔗糖酯)是非离子型的表面活性剂。由于它具有优良的乳化性和分散性,而且无色、无味、无毒、无刺激性,在人体内能水解成可被吸收的蔗糖和脂肪酸,因此,是一种理想的食品、药物、化     

C12-m-C12型阳离子Gemini表面活性剂在煤沥青表面的润湿性

利用座滴法和电泳法研究了阳离子Gemini表面活性剂C₁₂-m-C₁₂·2Br^-(m=4、6、8、10)在煤沥青表面的润湿性质及吸附机理。结果表明, 表面张力均随表面活性剂浓度的增大而减小, 超过临界胶束浓度(CMC)后趋于平稳, 接触角θ和铺展系数S的变化趋势与表面张力类似; 在所研究浓度范围内,C₁₂-10-C₁₂型表面活性剂的γ_lg~cosθ曲线符合Zisman理论, 且侵湿功(W_i)与表面张力也呈线性关系; 煤沥青表面的Zeta电位随表面活性剂浓度的增加从负电变为正电,最后趋于平稳, 且零电位对应的浓度比CMC至少低一个数量级; C₁₂-8-C₁₂型Gemini表面活性剂能显著改变煤沥青表面的润湿性. 由Gemini表面活性剂在煤沥青表面润湿结果及Zeta电位可以看出, C₁₂-m-C₁₂型Gemini表面活性剂在煤沥青表面的润湿是静电作用和范德华吸附共同作用的结果; 润湿过程可分为三个阶段。     

可降解型阳离子表面活性剂的合成

以长链烷基酸,环氧氯丙烷和叔胺为原料,经一步反应合成了一系列含酯基可生物降解的阳离子表面活性剂(1),其结构经1H NMR,IR和元素分析表征。研究了叔胺的碱性和空间位阻对收率的影响。利用滴体积法测定表面张力(γ)和临界胶束浓度(CMC)。当叔胺的碱性较强,空间位阻较小时收率最高(1 e,90%)。分子内有两个烷基长链的阳离子表面活性剂的表面活性最强(1b,CMC25=0.024 mmol.L-1,γCMC=34.20mN.m-1)。     

新型阳离子表面活性剂的合成及表面活性研究

以α-长链烷基吡啶和烯丙基氯为原料合成了吡啶盐型阳离子表面活性剂———N-烯丙基-2-烷基氯化吡啶嗡盐(GS-n),研究了其表面性能,结果表明,GS具有较好的表面活性,其中N-烯丙基-2-十六烷基氯化吡啶嗡盐(GS-16)具有最低的临界胶团浓度(CMC,0.527 mmol.L-1);随着α-烷基链的增长,GS的CMC显著降低,表面张力(γcm c)则先降后升;GS-12的γcm c为27.1 mN.m-1。     

丙二酰胺型双子表面活性剂的合成与性能

丙二酸二乙酯经N,N-二甲基-1,3-丙二胺胺解,再与溴代十六烷或溴代十四烷季铵盐化,合成了两种新型含丙二酰胺基Gemini表面活性剂(命名为16-9-16,14-9-14)。产物经乙腈重结晶,收率分别为80、77.6%(以丙二酸二乙酯计)。采用IR、1H-NMR表征了结构,通过电导法测定其临界胶束浓度(CMC)分别为8.13×10-5、1.69×10-4mol.L-1,采用体积滴定法测定其表面张力γCMC为39.22、40.69 mN.m-1。并研究了其乳化、泡沫性能。     

新型聚合硼酸酯表面活性剂PBE的合成及其性能

以偶氮二异丁腈为引发剂,用N-羟甲基丙烯酰胺、硼酸三乙酯和N,N-二羟乙基十二烷基胺直接聚合合成了新型聚合硼酸酯表面活性剂PBE。采用红外光谱、核磁共振和凝胶色谱测试技术对其进行了结构表征;考察了PBE及其硼酸酯单体MBE的抗水解性、热稳定性、乳化力等性能,并由表面张力测定研究了PBE在不同溶液pH值下的表面性质。结果表明,由直接聚合合成反应,经提纯后可得白色或淡黄色固体粉末PBE,反应收率为77.2%,产物重均分子量可达Mw=28400g/mol。PBE抗水解性能强,热分解温度可达320℃,稳定性相比单体MBE有所提高。PBE的HLB值在10~13,其对石蜡油、松节油、甲苯和石油醚的乳化力明显优于单体MBE和乳化剂Tween-85。在25℃时,随溶液pH值的增大,PBE临界胶束浓度CMC明显降低,pH值在6~7时,CMC降低幅度最大,但溶液pH对γCMC影响较小;其中pH=7时,PBE临界胶束浓度CMC达到0.12g/L,γCMC为31.2mN/m,其表面活性与常规低分子量表面活性剂的应用水平相似,而优于聚乙烯醇、聚氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物Pluronic104等常规高分子表面活性剂。     

芳基油酸酰胺羟丙基磺基甜菜碱的合成及性能

合成了3种具有不同疏水基团的新型磺基甜菜碱两性表面活性剂,通过红外光谱对它们的结构进行了表征。 用滴体积法测定表面活性剂水溶液在25 ℃下的表面张力,从而确定其临界胶束浓度(cmc)及临界胶束浓度下的表面张力(γcmc);采用罗氏泡沫仪考察了浓度、温度对其泡沫性能的影响;采用分水时间法考察了其乳化性能。 结果表明,随着芳环在烷基链中的体积增大,cmc以及γcmc增大,饱和吸附面积Amin增大,而饱和吸附量Γmax减小。 3种表面活性剂的起泡性随浓度增大而增加,到一定值后趋于稳定;泡沫稳定性随浓度增大逐渐增强;起泡性随着温度的升高而显著增加,泡沫稳定性随温度升高而显著降低。 3种表面活性剂的乳化能力随浓度增大而逐渐增强然后趋于稳定。     

阴离子孪连表面活性剂的合成及其表/界面活性研究

合成了疏水链长度不同和连接基长度不同的7种系列阴离子孪连表面活性剂,研究了它们的表/界面活性。结果表明,它们有较低的表面张力和临界胶束浓度(CMC),有很好的表面活性。它们的CMC都在10-5~10-6mol/L之间,表面张力在26·5~34mN/m之间。它们有非常好的抗一价、二价盐的能力。除了C16-C2-C16在高于5%的NaCl溶液中会产生析出外,其余孪连表面活性剂都能耐盐20%以上。随着盐浓度的增加,孪连表面活性剂与烷烃间的界面张力逐渐降低,能达到10-3mN/m。与中原油田原油间的界面张力能降低到10-3~10-4mN/m,表明它们可应用于特高矿化度油藏提高采收率。     

丙烯酰胺型阴离子表面活性单体的化学结构与其胶束化行为

对两种丙烯酰胺型阴离子表面活性单体(2-丙烯酰胺基十四烷磺酸钠, NaAMC₁₄S; 2-丙烯酰胺基十二烷磺酸钠, NaAMC₁₂S)的化学结构与胶束化行为的关系进行了较深入的研究. 使用紫外分光光度法测定了NaAMC₁₄S, NaAMC₁₂S及十二烷基磺酸钠(SDS)在水中的溶解度, 同时采用表面张力法(环法)测定了它们在不同温度下的临界胶束浓度CMC; 采用稳态荧光探针法测定了不同浓度的胶束聚集数与本征胶束聚集数. 实验结果表明, 与普通表面活性剂相比, 由于丙烯酰胺型阴离子表面活性单体分子中具有两个亲水头基, 在水中的溶解性能较强, 故具有较低的Krafft温度; 在溶液表面的饱和吸附量低, 故降低水表面张力的能力较差, 即表面活性差; 疏水缔合的胶团较为疏松, 故聚集数很小; 胶束内分子间的疏水相互作用较弱, 故临界胶束浓度CMC较高.     

壬基酚聚氧乙烯醚型Gemini季铵盐表面活性剂的合成 及其表面性质的研究

合成了系列壬基酚聚氧乙烯醚型Gemini季铵盐表面活性剂(GNPQA), 用核磁、红外和元素分析对它们的结构进行了表征, 考察了反应条件对转化率的影响, 并用表面张力法和稳态荧光探针法对GNPQA的表面性能及胶束聚集数(N)进行了研究. 结果表明, 较优的反应条件: 反应时间为12 h, 反应温度为70 ℃, 反应原料摩尔比为n(双聚壬基酚聚氧乙烯醚)∶n(三乙胺)∶n(环氧氯丙烷)＝1∶1∶1; GNPQA的临界胶束浓度(CMC)值较相应的单体壬基酚聚氧乙烯醚型季铵盐表面活性剂(NPQA)降低了1～2个数量级, 显示了较高的表面活性; 当GNPQA溶液浓度为5～9倍CMC时, N值随浓度增大而线性增大; 随着氧乙烯(EO)单元数的增长, GNPQA的CMC和N值均逐渐减小; 结合GNPQA的表面性能参数和N值的变化规律, 探讨了这类表面活性剂表面及胶束聚集体的结构形态.     

酯基Gemini双季铵盐表面活性剂的研究进展

Gemini双季铵盐表面活性剂性能优异但生物和化学降解性差,在Gemini双季铵盐表面活性剂结构中引入酯基官能团可以提升产物性能。酯基Gemini双季铵盐表面活性剂含有酯基和双季铵盐基,具有高表面活性、吸附、絮凝、抗盐、湿润、乳化、杀菌防腐和易生物分解等优点,应用前景广阔。本文综述了酯基Gemini双季铵盐表面活性剂的合成路线、性能和石油化工的应用状况,结合发展需求对酯基Gemini双季铵盐表面活性剂的未来发展进行了分析和展望。     

烷基糖苷-十二烷基甜菜碱复配性能及无机盐的影响

考察了非离子型表面活性剂烷基糖苷(APG)和两性表面活性剂十二烷基甜菜碱(BS-12)之间的复配性能,测定了不同摩尔比的APG和BS-12复配体系的表面张力、泡沫和乳化性能,并且研究了无机盐对复配体系表面活性的影响。结果表明,与单独任一表面活性剂体系相比,APG和BS-12复配体系具有较好的表面活性,呈现明显的协同增效作用;在摩尔比为3∶7时,复配体系的表面活性最高、起泡性能最好、形成的泡沫和乳状液最稳定,协同增效作用最显著。此外,无机盐的加入提高了复配体系的表面活性,当NaCl浓度为0.03mol/L时,表面张力和临界胶束浓度最小,表面活性最高;而对于无机盐,其离子价态越高,提高表面活性程度越明显;相比之下,阳离子提高复配体系表面活性的能力大于阴离子。     

光-碱双重可降解阳离子表面活性剂的合成与性能

以香草醛、溴代十二烷、硝酸等为原料,通过O-烷基化、硝化、还原、酯化、成盐五步反应,合成了一种含邻硝基苄酯的可光-碱双重降解的吡啶盐阳离子表面活性剂.中间体与目标产物都进行了1H NMR结构表征;所得阳离子表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)值约为0.3 mol·L-1.以该表面活性剂为乳化剂,进行苯乙烯乳液聚合可以得到稳定的乳液,表明该表面活性剂具有良好的乳化性能.将乳液进行紫外光照2h,可明显观察到乳液破乳并变色.经光降解测试证实该表面活性剂可在光作用下降解;发泡测试表明该表面活性剂具备一定的发泡性能;pH降解测试表明表面活性剂可在pH为7～9下实现碱降解.