烷基化壳聚糖及衍生物的表面性能

通过对壳聚糖的化学修饰,合成了系列(部分)烷基化壳聚糖衍生的接枝型两性高分子表面活性剂(R_(m,n)-CTS-SB).采用红外光谱、~1H核磁共振、元素分析等方法对产物的分子结构以及烷基化取代度(D.S)进行了表征与测定;同时,对合成产物的水溶性、表面张力等作了测试分析.结果表明:产物(R_(m,n)-CTS-SB)具有良好的水溶性与表面活性,其性能与烷基疏水链长度、取代度呈现规律性的变化.其中取代度为20%的R_(10, 2)-CTS-SB产物表现出典型的接枝型高分子表面活性剂的特性,且最低表面张力值可降至26.9 mN/m.     

表面活性剂的协同作用在甲维盐微乳剂中的应用

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%微乳剂的性能影响。膦酸酯类阴离子表面活性剂A的临界胶束浓度为1.79×10-4mol/L,表面张力为28.90mN/m;苯乙烯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1.91×10-4mol/L,表面张力为20.70mN/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9.30×10-5mol/L,表面张力为25.66mN/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。对甘蓝小菜蛾幼虫的田间药效的试验,结果表明该药剂具有较强的杀虫作用和较长的持效期,具有较好的推广应用前景。     

木质素基阴-阳离子表面活性剂的制备及用作农药水悬浮剂分散剂

以木质素磺酸钠(SL)为原料,通过亲电取代反应将聚乙二醇(PEG600)接枝到SL分子中制得木质素磺酸钠聚氧乙烯醚(SL-PEG).对SL-PEG进行结构表征,发现SL-PEG分子中含有较多的聚氧乙烯醚结构单元,重均分子量最大达到32900;接枝反应主要发生在SL的酚羟基上,其酚羟基含量由1.17 mmol·g-1下降至最小0.30 mmol·g-1.将SL-PEG与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)通过静电自组装方法制备木质素基阴-阳离子表面活性剂CA-SL.分别研究CA-SL的表面活性和溶液行为,发现CA-SL可使水溶液的表面张力降低至38.75 m N·m-1,其在水溶液中的临界聚集浓度可达0.0050~0.0065 g·L-1,远低于SL.将CA-SL作为分散剂制备吡虫啉和烯酰吗啉水悬浮剂,考察其分散稳定性能.结果表明,CA-SL具有良好的砂磨及分散效果,在热贮过程中能有效遏制2种悬浮剂的膏化和颗粒粗化现象,悬浮剂的稳定性良好.     

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。     

新型腰果酚双子表面活性剂的合成及表面活性

以天然生物质腰果酚、1,3-二溴丙烷及氯磺酸为原料,通过醚化、磺化及中和三步反应合成了一类新型的腰果酚基磺酸盐双子(Gemini)表面活性剂.采用傅立叶转换红外光谱仪和核磁共振谱仪表征了产物的结构;采用滴体积法测定了腰果酚Gemini表面活性剂的表面张力,研究了水溶液的表面性质,并与相应的单基腰果酚基磺酸盐表面活性剂进行了对比.结果表明:腰果酚Gemini表面活性剂水溶液的临界胶束浓度(cmc)为6.20×10-2 mmol.L-1,远小于相应的单基腰果酚表面活性剂水溶液的cmc(8.40mmol.L-1);其临界表面张力γcmc为36.92mN.m-1,与单基腰果酚表面活性剂水溶液的相近(γcmc为38.41mN.m-1).与此同时,腰果酚Gemini表面活性剂水溶液的最小分子截面积Amin为0.27nm2,比相应的单基表面活性剂水溶液的小得多.     

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%.     

可聚合型琥珀酸聚氧乙烯醚酯磺酸钠的合成与性能

以马来酸酐、烷基醇及烷基酚聚氧乙烯醚、氯代烯烃、亚硫酸氢钠为主要原料,经过单酯化、双酯化、磺化反应合成了两系列具有非离子结构的琥珀酸双酯磺酸钠阴离子型可聚合表面活性剂——琥珀酸聚氧乙烯醚酯磺酸钠,并测试了性能和进行聚合反应。经IR和1H NMR表征,目标化合物均符合相应的结构特征。与传统表面活性剂相比,两系列目标化合物均具有较低的临界胶束浓度(0.17mol/m3~0.32mol/m3),较低的表面张力(34.70mN/m~40.20mN/m),目标化合物发泡力和分散力大大提高,而乳化力稍有下降;在乳液聚合中,使用琥珀酸聚氧乙烯醚酯磺酸钠既能提高乳液的固含量又能使乳液粒子的粒径更小,分布更窄。     

阴离子型三硅氧烷表面活性剂的合成及其性能

在铂催化下,1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)和端烯丙基聚醚(APE)经硅氢加成反应先制得端羟基聚醚三硅氧烷(HPETS),再将其与马来酸酐(MA)进行开环反应合成出一种羧酸型阴离子三硅氧烷表面活性剂(ATSS)。 用IR对ATSS的结构进行了表征,并对ATSS的界面性能及在农药中的应用性能进行了测定。 结果表明,ATSS具有优良的表面活性,其临界胶束浓度(cmc)为1.3 g/L,临界胶束浓度时的表面张力(γcmc)为24.5 mN/m。 在2.5％甲氨基阿维菌素苯甲酸盐乳油、41%草甘膦异丙胺盐水剂、36%甲基硫菌灵悬浮剂各1 000倍稀释液中分别添加质量分数为0.10%的ATSS后,可使3种农药稀释液的表面张力由31.92、55.20和39.66 mN/m分别降低至24.92、25.47和27.13 mN/m;使3种农药稀释液接触野菠菜的瞬间接触角由62.5°、68.0°和57.0°分别降低至37.0°、39.0°和40.5°。     

系列十二烷基二甲苯基磺酸钠的合成与表面性能

以酰氯、邻二甲苯为原料,经傅-克酰基化反应、格氏反应、还原反应、磺化及中和5步反应,合成了6种结构明确的十二烷基二甲苯基磺酸钠异构体。用FT-IR、ESI-MS和1HNMR测试技术鉴定了中间产物和最终产物的结构。用滴体积法测定表面活性剂水溶液25℃时的表面张力,从而确定其临界胶束浓度,研究了支链结构对其表面性质的影响。6种表面活性剂(化合物Ⅰ～Ⅵ)的临界胶束浓度CMC(mmol/L)和表面张力γCMC(mN/m)分别为:Ⅰ0.25和30.00;Ⅱ0.50和28.21;Ⅲ0.79和28.10;Ⅳ1.00和27.01;Ⅴ2.00和26.41;Ⅵ2.50和26.40。结果表明,随着苯环由边缘移动至长链烷基的中间,表面活性剂的CMC增高,γCMC减小。     

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.     

N,N-二羟乙基十二烷基胺的合成及性能

以二乙醇胺和溴代十二烷为原料,在无水乙醇介质中合成了脱模剂用新型原材料N,N-二羟乙基十二烷基胺.通过正交试验法对合成工艺进行了优化,研究了各种因素对合成产率的影响,确定了在无水乙醇介质中合成该化合物的最佳工艺条件;表征了合成产物的结构,并测定了其理化性能和表面化学性能.结果表明:在无水乙醇介质中合成N,N-二羟乙基十二烷基胺简单易行,产率为85.37%.合成产物在水溶液中的临界胶束浓度为2.92×10-3mol/L,所对应的液体表面张力为20.875 mN/m.以合成产物为原材料制备的固化薄膜的表面能为14.57 mN/m,小于聚氨酯塑料的表面能29 mN/m,是聚氨酯塑料和弹性体脱模剂的理想原材料.     

N-(2-羟基丙基)全氟辛酰胺起泡剂的合成及表面活性

以全氟辛酸和异丙醇胺为主要原料,在不同条件下利用脂肪酸法合成了非离子型氟碳发泡剂N-(2-羟基丙基)全氟辛酰胺。 分别采用红外光谱法和核磁共振波谱法对产物结构进行了表征,并通过与十二烷基硫酸钠（SDS）的比较,综合评价了产物的起泡能力、泡沫稳定性、抗盐性及表面张力。 实验结果表明,合成产物的泡沫综合值能达到SDS的1.6倍以上;其抗盐性较强,无机盐离子的浓度对产物发泡性的影响并不十分明显;合成产物最低可使水的表面张力降至9.275 mN/m,并且在较低的使用浓度下产物降低表面张力的能力仍远强于SDS。 关联合成产物结构与性能的关系可知,产物中氢键的种类及数量、酰胺类物质的含量对其性能的影响较为明显。     

腰果基表面活性剂的合成与表面性质

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7.71 mmol/L,相应的临界表面张力为28.38、28.60、30.40和30.00 mN/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0.7346 μmol/m²,表面活性剂的最小分子截面积为2.3439、2.2600、2.3087和2.2613 nm²。     

单一及复合表面活性剂对联苯菊酯微乳液的影响

通过对单一及复合型表面活性剂水溶液临界胶束浓度(CMC)和表面张力(γcmc)的测定分析,研究了表面活性剂对以水为介质、环己酮为溶剂形成的联苯菊酯质量分数为2.5%微乳液相行为及稳定性的影响.结果表明,在几种单一非离子表面活性剂中,苯乙烯基苯酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段型非离子表面活性剂EPE的γcmc最低,为28.18 mN/m;按m(EPE):m(SDBS)=2∶1形成的复合型表面活性剂水溶液的γcmc更低,为27.60 mN/m,有利于O/W型微乳液的形成,当其质量分数为10%时,配制联苯菊酯质量分数为2.5%微乳液的有效成分热贮分解率为2.35%.     

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。     

一种新型有机硅表面活性剂提高药液润湿性能的研究

研究了w(阿维菌素)=3%微乳剂,w(仲丁威)=15%微乳剂稀释液在一种含葡萄糖酰胺基的有机硅表面活性剂存在时的表面张力和接触角。对于阿维菌素微乳剂稀释液,当有机硅表面活性剂质量分数由0增加到0.0014%时,表面张力由32.4mN/m迅速降低到20.4mN/m。对于仲丁威微乳剂稀释液,当有机硅表面活性剂质量分数由0增加到0.014%时,表面张力由30.4 mN/m迅速降低到22.1mN/m,之后继续增加有机硅表面活性剂质量分数,表面张力基本不变。阿维菌素微乳剂稀释液接触小麦叶面瞬间的接触角(95°),比在梨树叶面的接触角(64°)高。稀释液在植物叶面的接触角随时间的推移和有机硅表面活性剂质量分数的增加而减小,并且稀释液在梨树叶面比小麦叶面润湿铺展快得多。     

利用造纸污泥制备木素基阳离子絮凝剂及其性能的研究

以造纸污泥中提取的木质素为原料,合成了木素基阳离子絮凝剂。研究了催化剂种类、反应物配料比、反应温度、反应时间等对合成产物脱色性能的影响,确定了较佳合成工艺条件为:引发剂K2S2O8用量为木质素磺酸钠质量的0.7%,活化时间1.5 min,木质素磺酸钠与单体质量比为1∶1.5,反应温度为70℃,反应时间1.5 h,采用红外光谱对产物结构进行了表征。产物对几种模拟染料废水具有良好的脱色性能,在酸性(pH1～2)条件下,脱色率均达84.4%以上。通过比较木质素与接枝产物的絮凝效果以及絮体的微观形貌,对其絮凝机理进行了初步探讨。     

新型非离子性嵌段型聚氨酯表面活性剂的合成及其表面活性研究

本文以异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚为主要原料,通过逐步聚合得到新型非离子性两、三嵌段型聚氨酯表面活性剂(Di/Tri-PUn),使用红外光谱及1HNMR对其结构进行了表征,并用表面张力仪对其表面活性进行了测定。实验结果表明,所制备出的六种非离子性两、三嵌段型聚氨酯表面活性剂均具有较低的临界胶束浓度(其中Di-PUn系列临界胶束浓度数量级可达10-6),产物Di-PU34水溶液在室温下的表面张力最低可达33.7mN/m,并且在浓度很低时仍具备较好的降低表面张力的能力。     

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。     

氟化单元封端的不同聚合度PBMA甲苯溶液气/液界面结构

采用ATRP技术合成具有不同聚合度的末端连接甲基丙烯酸全氟辛基乙酯(FMA)单元的聚甲基丙烯酸丁酯(PBMAm-ec-PFMAn).利用和频振动光谱(SFG)和表面张力测定技术研究了各种氟化聚合物溶液的气/液界面结构.发现PBMAm-ec-PFMAn甲苯溶液的表面活性及其气/液界面的结构与两种结构单元数密切相关.当PFMA聚合度(n)大约为4和6时,聚合物溶液的表面张力随着PBMA聚合度的增加从21增加到25mN/m(该值与PBMA均聚物溶液相同).SFG的研究结果表明PBMA段较长时溶液表面被PBMA所占据.PBMA段较短时,PFMA组分吸附在溶液表面,排列比较有序且紧密堆积.当PBMA末端只有1个FMA单元时,其甲苯溶液的表面张力随PBMA段长稍有增加(从22增加到23mN/m),其值介于21与25mN/m之间.研究表明当PBMA段较短时,可能聚合物中的氟化组分吸附在溶液表面,但其排列的有序性较差.随着PBMA聚合度的增加,氟化组分与PBMA组分可能同时占据在溶液表面,这时其表面张力大约为23mN/m.