磺基甜菜碱的溶液性能及其混合胶束性能研究

以异丙醇-水为溶剂,采用长链烷基叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应得到了4种磺基甜菜碱两性表面活性剂ZCS12~18。测定了系列甜菜碱溶液的表面张力和临界胶束浓度(CMC),探讨了无机盐NaCl和CaCl_2对磺基甜菜碱表面活性剂CMC的影响,并研究了两性表面活性剂ZCS12与十二烷基硫酸钠(SDS)的相互作用,找出了表现出协同作用的最佳比例。结果表明随着烷基链长度的增加,磺基甜菜碱的CMC逐渐下降,表面活性逐渐增加;疏水基碳数(n)与临界胶束浓度(CMC)的关系为:lgCMC=0.471-0.269n。在蒸馏水、5%NaCl和5%NaCl+1%CaCl_2介质中,CMC随着矿化度增加依次下降,但变化幅度并不大,表明磺基甜菜碱两性表面活性剂对无机盐不敏感。当磺基甜菜碱ZCS12在混合表面活性剂中的摩尔分数在0.50~0.65时表现出良好的协同作用。     

油酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱的合成及性能研究

以油酸和N,N-二甲基-1,3-丙二胺为原料经缩合反应生成油酸酰胺丙基二甲基胺,再与亚硫酸氢钠和环氧氯丙烷反应生成的3-氯-2-羟基丙磺酸钠进行季铵化反应,合成产品油酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(OSB),并对相关工艺进行了优化。实验结果表明,在反应温度170℃,n(N,N-二甲基-1,3丙二胺)∶n(油酸)=1.04∶1,反应时间为9h,此条件下油酸转化率为93.10%;季铵化反应在混合溶剂[V(异丙醇)∶V(水)=1∶2],n(油酸酰胺丙基二甲基胺)∶n(3-氯-2-羟基丙磺酸钠)=0.8∶1,反应温度为85℃以及氮气保护下搅拌回流反应8h,叔胺的转化率88.87%,其结构经~1 H NMR和FTIR确证。同时,测得产物溶液的CMC值为1.04×10~(-4) mol/L,γ_(cmc)=25.4mN/m,具有良好的增溶效果和乳化性能。     

阴离子型Gemini表面活性剂的合成与表征

以乙二胺、癸酸、三氯化磷、2-溴乙基磺酸钠为原料制备了阴离子型Gemini表面活性剂乙撑-双(N-乙磺酸-十酰胺)钠盐,并对产品相关性能进行了表征,结果表明,该双子表面活性剂25 ℃时的表面张力为32.0 mN/m,临界胶束浓度为5.21×10-4 mol/L,表现出较高的表面活性.     

油酸酰胺丙基甜菜碱的合成改进及性能评价

提出了一种合成油酸酰胺丙基甜菜碱的新方法,对相关反应条件进行了优化。最优合成条件是:以油酸和N,N-二甲基-1,3-丙二胺为原料在155℃反应6h制得N,N-二甲基-N′-油酸酰基丙胺,再与氯乙酸钠在醇-水溶液(体积比15%)中于60℃反应6h,得到油酸酰胺丙基甜菜碱。该表面活性剂在酸液中随着酸液浓度的降低而使体系黏度增加,且体系黏度受表面活性剂浓度及温度的影响。当温度为45℃,酸液浓度为5%时,体系黏度达到最大值。     

磺酸盐双子表面活性剂的合成与性能研究

以乙二胺、2-溴乙基磺酸钠、肉豆蔻酰氯等为原料,制备了阴离子型磺酸盐双子表面活性剂乙撑-双(N-乙磺酸-十四酰胺)钠盐,并对其相关性能进行了表征.结果表明,该双子表面活性剂在25 ℃时的临界胶束浓度为5.56×10-4 mol/L,相应表面张力为33.3 mN/m,表现出较好的表面活性;并具有优良的润湿性能.     

含氨基吡啶杂环表面活性剂的性能评价

以苯胺、氯乙酰氯、2-二甲氨基乙醇、脂肪酸和长链叔胺(链长为8,10,12,14,16)为原料合成了含酰胺基和酯基的氨基吡啶杂环表面活性剂(系列B).利用红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析对系列B目标产物进行了结构表征.实验结果表明:25℃时含酰胺基的氨基吡啶杂环表面活性剂(系列A)和系列B的临界胶束浓度(CMC)值和表面张力(γCMC),CMC值分别为1.51×10-4～1.78×10-2 mol/L和3.26×10-5～2.26×10-2 mol/L,γCMC值分别为35.29～39.02 mN/m和34.81～38.06 mN/m;25℃时N-(2-吡啶)-2-氧代2-氨乙基十六碳酰氧乙基二甲基氯化铵的稳泡性达到100％,N-(2-吡啶)-2-氧代2-氨乙基十二碳酰氧乙基二甲基氯化铵对苯的乳化性最好,分出10 mL水所用时间为3439 s.系列B具有较好的表面活性和较好的乳化性,有望用于石油开采和浮选工业.     

阴离子型Gemini表面活性剂的合成与表面活性

以乙二胺、2-氯乙基磺酸钠、癸酸、三氯化磷为原料制备了阴离子型Gemini表面活性剂乙撑-双(N-乙磺酸-十酰胺)钠盐,对目标产物的表面活性进行表征,结果表明,该双子表面活性剂25 ℃时表面张力为32.0 mN/m,临界胶束浓度为5.21×10-4 mol/L,同时也测定了无机盐对其表面活性的影响及其与普通阳离子表面活性剂的复配性能.     

高抗盐羟基磺基甜菜碱型表面活性剂的合成与性能

针对常规表面活性剂在化学驱和压裂中不抗盐的问题,以十四醇、环氧氯丙烷、N,N-二甲基乙醇胺和2-羟基-3-氯丙磺酸钠等为原料,通过两步醚化法和一步季胺化法合成了一种高抗盐性羟基磺基甜菜碱型表面活性剂[N-(6-十四烷氧基-5-羟基)-丙氧基乙基-N-二甲基-N-(2-羟基)丙磺酸钠]氯化铵。用红外光谱仪对化合物的结构进行了表征,研究了表面活性剂水溶液的表面活性。结果表明,所合成的表面活性剂具有优良的表面活性,25℃下的临界胶束浓度(cCMC)为6.4×10~(-4)mol/L、临界胶束浓度下的表面张力(γCMC)为32.2 m N/m、降低表面张力效率(pC20)为3.38、饱和吸附量(Γmax)为2.80×10~(-6)mol/m~2、最小吸附面积(Amin)为0.17 nm~2/分子。该表面活性剂亲水基团受高矿化度的影响较小,抗盐性较好,在NaCl、CaCl_2和MgCl_2质量浓度分别为2.8×10~5、2.0×10~4和2.0×10~4mg/L的溶液中均未出现沉淀。     

(2-十八酰氧基-3-氯丙基)十二烷基二甲基氯化铵的合成及性能

实验以十二烷基二甲基叔胺和环氧氯丙烷为原料,在酸性条件下合成中间体(2-羟基-3-氯丙基)十二烷基二甲基氯化铵,再与硬脂酰氯反应,生成(2-十八酰氧基-3-氯丙基)十二烷基二甲基氯化铵(HYFA)硬脂酸酯季铵盐阳离子表面活性剂。在反应温度40℃,反应时间3 h的条件下,中间体的产率为80.21%;反应温度65℃,反应时间7 h,产物的产率为83.57%,krafft点<0℃。通过红外光谱与元素分析确证了产物结构。采用表面张力法和电导法测定了产物的临界胶束浓度cmc分别为8.91×10~(-4)mol/L和8.74×10~(-4)mol/L。     

系列酰胺型阳离子表面活性剂的合成与性能

分别以6种不同长度碳链的脂肪酸、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、硫酸二乙酯为原料合成出了脂肪酰胺丙基二甲基叔胺及其季铵盐。通过正交实验得到脂肪酰胺丙基二甲基胺的较佳合成条件:酸胺投料的摩尔比1:1.2,反应时间10 h,反应温度160℃。最终产物产率约96%(质量分数)。对该种阳离子表面活性剂的泡沫、乳化、柔软性能进行测试的结果表明,产物的柔软性能良好,具有一定的乳化和发泡能力。