新型三硅氧烷表面活性剂的合成与界面性能

低聚乙二醇单甲醚和环氧氯丙烷在相转移催化剂(P.T.C)存在下合成出低聚乙二醇甲醚缩水甘油醚, 然后与氨丙基三硅氧烷进行开环反应, 合成出了新型的三硅氧烷表面活性剂Me₃SiOSiMeROSiMe₃ [R＝(CH₂)₃N(CH₂CH(OH)CH₂- (OCH₂CH₂)_xOCH₃)₂, x＝1, 2]. 通过¹H NMR确证了这些目标产物的结构, 并且通过测定其水溶液的平衡表面张力研究了其表面活性. 在浓度约为10^－4 mol•L^－1时可以将水的表面张力降低至约21～22 mN•m^－1.     

含酰胺基Gemini阳离子表面活性剂的合成及性能

以棕榈酸、N,N-二甲基丙二胺、环氧氯丙烷和脂肪胺为原料合成了一系列Gemini阳离子表面活性剂.用红外光谱、质谱对产品进行了结构分析,并对产品性能进行了测定.结果表明:所合成的Gemini阳离子表面活性剂的临界胶束浓度低于传统阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)1-2个数量级;当浓度为1×10-3mol/...     

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。     

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°。     

新型三硅氧烷表面活性剂在低能表面的铺展机理

为了了解三硅氧烷类表面活性剂在低能表面上的铺展机理, 实验研究了5种新型葡糖酰胺类三硅氧烷在石蜡表面铺展行为与时间以及浓度的关系. 结果显示: 在大多数情况下, 葡糖酰胺类三硅氧烷在石蜡表面的铺展是由三相线处非平衡毛细作用力导致, 在高浓度的I, II体系中, 表面张力梯度参与驱动液滴的铺展. 此外, 研究发现表面活性剂的HLB值以及分子体积明显影响其铺展能力, 具有适当HLB值的II在石蜡表面显示了一定的超铺展行为, 并在各浓度下均表现出最佳铺展性能.     

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.     

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。     

多疏水链阳离子二聚表面活性剂的合成

长链胺与溴代烷通过烷基化反应,生成双长链叔胺,再将其与a,w-二溴代烷进行亲核取代反应,合成出一系列双长链季铵盐型二聚表面活性剂,其结构经1^H NMR和元素分析表征。     

新型易降解的季铵盐型Gemini表面活性剂的合成

N,N-二甲基丙二胺与脂肪酸(癸酸、月桂酸或肉豆蔻酸)反应制得长链酰胺(3a ～ 3c);3与1,4-二溴丁烷反应合成了新型易降解的季铵盐型Gemini表面活性剂(1a ～1c),其结构经1H NMR和IR表征.测试结果表明,1具有极低的临界胶团浓度、较强的乳化和增溶能力.     

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。     

Synthesis and Interfacial Properties of Imidazoline Surfactants

Quaternary ammonium salts of 2‐undecyl (heptadecyl)‐1‐dithioureido‐ethyl‐imidazoline (SUDEI/SHDEI) have been synthesized, and their interfacial properties are investigated. The effects of temperature, alkyl chain R length, and polarity of solvents on the surface tension are discussed. The results show that surface tension of SUDEI and SHDEI in water solutions decreases with increasing of temperature, and SHDEI shows lower cmc value than SUDEI at constant temperature, indicating that it is easier for SHDEI to form micelles in water. SUDEI and SHDEI show much higher cmc in ethanol‐water (1∶4, v/v) than that in pure water. The molecular structure of SUDEI/SHDEI is composed of lipophilic group R and hydrophilic group comprising active elements S, N and imidazoline ring and the two groups are of similar length, which is similar to that of bi‐block copolymer. Thus, interesting results have been found in the preparation of nanomaterials in the presence of imidazoline surfactants. The corresponding mechanisms are still under investigation.     

Synthesis and Properties of Gluconamide-Based Trisiloxane Surfactant

A gluconamide-based trisiloxane surfactant (Si3N2-GA) was prepared via a two-step method. Structure characterization of the Si3N2-GA was performed by fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and proton nuclear magnetic resonance (¹H NMR). Surface activity and aggregation behavior in aqueous solution of the Si3N2-GA were investigated by surface tension measurements, dynamic light scattering (DLS), and negative-stained transmission electron microscopy (TEM). The results show that the critical micelle concentration (CAC) and surface tension (γ_CAC) at the cmc in aqueous solution of the Si3N2-GA are 3.77 × 10^?4 M and 20.5 mN · m^?1, respectively, and the surfactants can self-assemble into spherical vesicle with diameters in the range from 50 to 150 nm.     

Synthesis and Surface Properties of Novel Cationic Gemini Surfactants

A series of novel cationic gemini surfactants, p-[C _n H_2n+1N⁺(CH₃)₂CH₂CH(OH)CH₂O]₂C₆H₄·2Cl^? [A(n = 12), B(n = 14) and C(n = 16)], containing a spacer group with two flexible and hydrophilic groups (2-hydroxy-1,3-propylene) on both sides of a rigid and hydrophobic group (1,4-dioxyphenylene) has been synthesized by the reaction of hydroquinone diglycidyl ether with N,N-dimethylalkylamine and N,N-dimethylalkylamine hydrochloride. Their surface-active properties have been investigated by surface tension measurement. The critical micelle concentration (cmc) values of the synthesized cationic gemini surfactants are one order of magnitude lower than those of their corresponding monomeric surfactants (C _n H_2n + 1N⁺(CH₃)₃·Cl^?). Both the cmc and surface tension at the cmc (γ_cmc) of A are lower than those of p-[C₁₂H₂₅N⁺(CH₃)₂CH₂]₂C₆H₄·2Cl^? (D). The novel cationic gemini surfactants A and B also show good foaming properties.     

一种新型阳离子三硅氧烷表面活性剂的合成及其表面性能

以1,2-环氧-9癸烯(ED)和1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)为原料,在氯铂酸催化下,经硅氢加成反应先制得烷基环氧基三硅氧烷(AETS),再将AETS与二乙醇胺(DEA)进行开环反应合成了一种新型阳离子三硅氧烷表面活性剂(CTSS)。 通过IR和1H NMR对CTSS的结构进行了表征,测定了CTSS的表面张力、润湿性和对pH值的稳定性。 同时对AETS及CTSS的合成条件进行了优化,优化后的工艺条件为:合成AETS的最佳条件为n(ED)∶n(MDHM)(n为物质的量)为1.1∶1,催化剂用量为n(MDHM)的0.075%,反应时间为5 h,反应温度为80 ℃;合成CTSS的最佳条件为n(AETS)∶n(DEA)=1∶1.05,反应时间3 h,反应温度80 ℃。 性能测试结果表明,CTSS在临界胶束浓度(CMC)为1.3×10-3 mol/L时,可以将水的表面张力降低至20.0 mN/m,同时具有良好的润湿性,另外,CTSS在pH值为6.5~8.0时稳定存在。     

双子型阴离子表面活性剂的合成及浮选性能

分别以辛酰氯、癸酰氯、十二酰氯为原料,经加成、酰化及皂化等反应合成了3种双子型阴离子表面活性剂。产物结构经IR、1HNMR和13CNMR等波谱测试技术确定。25℃时测定了表面活性参数,结果表明随分子中疏水链增长,临界胶束浓度及表面张力均降低。目标化合物能一定程度增强油酸对胶磷矿中白云石的浮选能力。     

Gemini表面活性剂合成进展

系统总结了近百种Gemini表面活性剂的合成路线和方法,并且按照其结构特点分门别类地进行比较和归纳,对今后Gemini表面活性剂的合成发展方向提出了一些看法,这对促进此类新颖表面活性剂的工业化进程将具有指导意义。