一种季铵盐氟表面活性剂的制备及其表面活性

以环氧六氟丙烷二聚物和N,N-二乙基丙二胺为原料,经酰胺化和季铵化反应,制备了N,N-二乙基-N-甲基-N—rN’-2-全氟丙氧基丙酰胺基）丙基碘化铵（FCI—1）。用IR、1HNMR、19FNMR等方法对其结构进行了表征．并测试了表面张力等性能。结果表明．所得产物临界胶束浓度（CMC）为38．7mmol／L,在CMC时表面张力为20．4mN／m,具有良好的水溶性和高表面活性。     

表面活性剂的复配及对甲维盐微乳剂物理稳定性的影响

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％的微乳剂物理稳定性的影响。膦酸酯类阴离子表面活性剂A的临界胶束浓度为1．79×10-4 mol／L,表面张力为28．90 mN/m;苄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 1.91×10-4 mol/L,表面张力为20．70 mN/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9．30×10-5 moL/L,表面张力为25．66 mN/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。     

氨基酸型氟碳表面活性剂的合成及应用

以全氟辛基磺酰氟、乙二胺和丙烯酸甲酯为主要原料,合成了N-(2-全氟辛基磺酰胺基乙基)-β,β′-亚氨基二丙酸二钠氨基酸型氟碳表面活性剂,通过酸碱滴定、核磁共振和红外光谱对其分子结构进行了表征。测试结果表明,所合成表面活性剂的临界表面张力为16.5 mN/m(20℃),临界胶束浓度为1.0×10-4mol/L,具有良好的表面活性。在水成膜泡沫灭火剂中应用,能显著提高泡沫灭火剂的灭火性能和抗烧性能,灭火时间由45.8 s降到24.6 s,抗烧时间由4.7 min提高到7.8 min。500 L放大实验产品经检测,灭火性能达到GB 17427—1998的ⅠA级。     

全氟辛基两性磷酸酯表面活性剂的合成与性能

以全氟辛基磺酰氟、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、环氧氯丙烷、磷酸二氢钠等为原料,合成出了磷酸酯为亲水基团的氟碳两性表面活性剂。通过红外光谱对合成的中间体和表面活性剂进行了结构表征。测试了该表面活性剂的水溶液最低表面张力为24.0 mN/m、临界胶束浓度为1.99×10-3mol/L、等电点为pH3.5~7.5、c20为1.58×10-6mol/L。并将合成的氟碳两性磷酸酯表面活性剂的表面性能与常用表面活性剂十二烷基硫酸钠进行比较,证实了该氟碳表面活性剂具有优越的表面活性。     

对-烷基-苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱的合成与表面活性

以脂肪酸、苯、二缩三乙二醇为原料,经酰化反应、黄鸣龙还原反应、氯甲基化反应、威廉逊成醚反应、卤化反应、季铵化反应,合成出了3个对烷基苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱两性离子表面活性剂。用IR、1HNMR和ESI-MS对产物进行了结构鉴定。用Wilhelmy-plate法测定了30℃时它们在水溶液中的临界胶束浓度(CMC)和临界胶束浓度下的表面张力(γCMC)。实验表明,纯水溶液中表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)为10-4～10-6mol/L,临界胶束浓度下的表面张力(γCMC)为27～30 mN/m;随着苯环上长链烷基碳数(n=8、10、12)的增加,CMC分别为1.12×10-4、1.51×10-5、6.21×10-6 mol/L;γCMC分别为27.9、28.4、29.9 mN/m。结果表明,该类表面活性剂具有比较好的表面活性。     

新型氟碳表面活性剂在轻水泡沫灭火剂中的应用研究

研究一种新型非离子氟碳表面活性剂Interchem-1的溶液性能,最低表面张力可达16.8 mN/m,临界胶束浓度为5×10-4~1×10-3,同时具有良好的发泡性及泡抹稳定性。以Intechem-1氟碳表面活性剂为主剂的轻水泡沫灭火剂,显示出优异的灭火效果。     

一种氟碳Gemini表面活性剂的合成与性能

以全氟辛基磺酰氟、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、环氧氯丙烷、氧氯化磷等为原料,合成出了以亲水性的磷酸二氯丙烷单酯为连接基团的亲水柔性间隔基双子型氟碳表面活性剂.通过红外光谱对合成的中间体和表面活性剂进行了结构表征.测试了该表面活性剂的水溶液最低表面张力为23.2 mN/m、临界胶束浓度为1.55 × 10-3mol/L、等电点pH为3.0～11.0,C20为2.82×10-7mol/L,考察了其发泡性等.并将合成的氟表面活性剂的表面性能与常用表面活性剂十二烷基硫酸钠进行比较,证实了该氟碳表面活性剂具有优越的表面活性.     

全氟丁基阳离子表面活性剂的合成与表面性能

以全氟丁基磺酰氟与N,N’-二甲基-1,3-丙二胺为原料,合成全氟丁基磺酰胺,再与烷基二溴季铵盐化,首次成功得到了4种全氟丁基型阳离子表面活性剂,并通过19^FNMR、1^HNMR、MS和IR进行表征;结：果表明,该2-N-[3-（二甲基氨）-丙基]全氟丁基磺酰胺二溴丙烷季铵盐表面活性剂在25℃时的表面张力为21．25mN／m,临界胶束浓度为0．002g／L,表现出较高的表面活性。     

含氟铵盐和季铵盐型阳离子表面活性剂的合成

以六氟丙烯三聚体和N,N-二甲基丙二胺为原料,合成了2-三氟甲基-3-七氟异丙基-2-全氟戊烯-4- (N,N-二甲胺丙基)亚胺(I),然后将其分别与盐酸和溴乙烷反应,制得含氟铵盐(Ⅱ)和季铵盐(Ⅲ)阳离子表面活性剂,通过红外光谱和核磁共振对分子结构进行了表征,其临界胶束浓度(CMC)为9．2×10-3mol／L,最低表面张力 19．0mN／m;(?)可适合任何条件,其CMC为8．05×10-3mol／L,最低表面张力为22．0mN／m。     

一种全氟辛基两性磷酸酯氟碳表面活性剂的复配研究

对一种全氟辛基两性磷酸酯氟碳表面活性剂协同作用进行了研究,考察了该表面活性剂与无机盐、阴离子碳氢表面活性剂、阴离子氟碳表面活性剂和非离子氟碳表面活性剂的复配性能,并对结果进行了讨论。研究表明:该两性磷酸酯氟碳表面活性剂自身表面张力为24.0 mN/m;电解质氯化钠对该两性磷酸酯氟碳表面活性剂影响显著,可使表面张力下降到22.4 mN/m;阴离子碳氢表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)可使表面张力降至21.4 mN/m;阴离子氟碳表面活性剂全氟丁基磺酸钾和四乙基全氟辛基磺酸铵分别使表面张力降至20.9 mN/m和20.2 mN/m;而非离子氟碳表面活性剂N-乙基-N-聚氧乙烯(9)醚-全氟辛基磺酰胺能使表面张力降至20.9 mN/m。     

非离子型氟碳表面活性剂的合成与表面性能

以六氟环氧丙烷和壬基酚聚氧乙烯醚40为原料,使用齐聚法合成一种新型非离子型氟碳表面活性剂C9H19C6H4O(CH2CH2O)40C9F17O3,运用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振波谱仪(NMR)对其结构进行表征,并对其表面性能进行测试和计算。结果表明,该表面活性剂能将水的表面张力最低降至21.2 mN/m,其临界胶束浓度cm c为8.32×10-6mol/L,γcm c为26.5 mN/m。     

一种不对称阴离子Gemini表面活性剂的合成及表面活性研究

以α-溴代十四酸乙酯和4-癸基苯酚为原料,经Williamson醚化、磺化及皂化反应制备了一种不对称阴离子Gemini表面活性剂α-(4-癸基-2-磺基)-苯氧基十四酸钠,简写为C12CO2Na-p-C10SO3Na,考察了醚化反应条件,并用FTIR和1HNMR表征了中间体及目标产物结构。结果表明,醚化反应的最佳条件为:以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和甲苯作溶剂,无水K2CO3作缚酸剂,物料比n(α-溴代十四酸乙酯)∶n(4-癸基苯酚)=1.05∶1,回流反应3 h,醚化产物收率为77.2%(以4-癸基苯酚计)。采用吊片法测定了目标产物的表面活性,其表面张力最低可降至26 mN/m左右,临界胶束浓度(CMC)为3.28×10-6mol/L,比相应常规单链表面活性剂十四烷酸钠和间癸基苯磺酸钠的CMC低3个数量级,体现出Gemini表面活性剂优异的表面活性。     

羧酸盐型Gemini表面活性性剂的合成及表征

以脂肪胺、三聚氯氰、二乙醇胺、丁二酸酐为原料,三步法合成了,2种表面活性剂,用。HNMR、ESI—MS、IR对产物进行了表征,并用吊片法考察了目标产物水溶液的表面活性。实验结果表明,目标产物具有较好的表面活性,25℃时DXCeA和DXC。A的最低表面张力（7cmc）分别为31．85mN／m和28．76mN／m,临界胶束浓度（CMC）分别为2．32×10-4mol／L和1．41×10-5mol／L,表面活性优于传统表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）。     

由六氟丙烯二聚体合成阳离子表面活性剂及其性能

以六氟丙烯二聚体和,N,N-二甲基丙二胺为主要原料,合成了N,N-二甲基N′-(2-三氟甲基-1-五氟乙基)全氟烯丙基丙二胺(Ⅰ),然后通过季铵化反应制得溴化[N,N-二甲基-N-乙基-N′-(2-三氟甲基-1-五氟乙基)全氟烯丙基氨丙基]铵(Ⅱ)阳离子表面活性剂。利用碱性溴酚蓝方法对季铵盐阳离子进行了定性测定,并通过红外光谱和19FNMR、1HNMR对其分子结构进行了表征。性能测试结果表明,该阳离子表面活性剂的表面张力为24．5 mN／m(20℃),其临界胶束浓度为2．04×10-3mol/L,克拉夫特点低于0℃,具有良好的水溶稳定性。     

哌嗪系列双子表面活性剂的合成

为了探索哌嗪类双子表面活性剂在三次采油(EOR)、新材料制备及生物技术领域中的应用,合成了两个以哌嗪为基的双子表面活性剂Ⅰ和Ⅴ,一个含有两种阴离子的Bola型表面活性剂Ⅱ和一个大环表面活性剂Ⅲ。表面张力测定结果显示,Ⅰ的临界胶束浓度(CMC)为6.47×10-4mol/L,优于传统的表面活性剂;Ⅴ的CMC为1.17×10-3mol/L,说明连接基团长度一定时,增加疏水链的数目,表面活性降低。Ⅱ和Ⅲ水溶性较好,可应用于生物技术领域或在新材料中作为模板剂。MM2能量最小法计算结果显示,在有限长连接基团中引入较多疏水链的化合物不易合成。用溶剂可接触面积说明了Ⅲ水溶性较好的原因。     

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°)。     

邻苯二甲酸酯Gemini表面活性剂的合成及性能研究

研究采用N,N-二甲基乙醇胺与邻苯二甲酰氯反应得到二（二甲基胺基乙基）邻苯二甲酸酯（I）,然后（I）再与正溴代十六烷反应,经处理后得到邻苯二甲酸酯基Gemini表面活性剂SHZ16,收率83%（以邻苯二甲酰氯计）。用两相滴定法分析其纯度为99.2%。采用电导法测定了其CMC值为2.02×10-5mol/L,采用滴体积法测定了CMC为41.87mN/m, 并研究了其増溶性、粘度、乳化性能和泡沫性质,其性能优于传统表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）。     

Interfacial properties of cationic and anionic Gemini surfactant mixtures

The possibility and the prospect of cationic/anionic (“catanionic”) surfactant mixtures based on sulfonate Gemini surfactant (SGS) and bisquaternary ammonium salt (BQAS) in the field of enhanced oil recovery was investigated. The critical micelle concentration (CMC) of SGS/BQAS surfactant mixtures was 5.0 × 10⁻⁶ mol/L, 1–2 orders of magnitude lower than neat BQAS or SGS. A solution of either neat SGS or BQAS, could not reach an ultra-low interfacial tension (IFT); but 1:1 mol/mol mixtures of SGS/BQAS reduced the IFT to 1.0 × 10⁻³ mN/m at 100 mg/L. For the studied surfactant concentrations, all mixtures exhibited the lowest IFT when the molar fraction of SGS among the surfactant equaled 0.5, indicating optimal conditions for interfacial activity. The IFT between the 1:1 mol/mol SGS/BQAS mixtures and crude oil decreased and then increased with the NaCl and CaCl₂ concentrations. When the total surfactant concentration was above 50 mg/L, the IFT of SGS/BQAS mixtures was below 0.01 mN/m at the studied NaCl concentrations. Adding inorganic salt reduced the charges of hydrophilic head groups, thereby making the interfacial arrangement more compact. At the NaCl concentration was above 40,000 mg/L, surfactant molecules moved from the liquid–liquid interface to the oil phase, thus resulting in low interfacial activity. In addition, inorganic salts decreased the attractive interactions of the SGS/BQAS micelles that form in water, decreasing the apparent hydrodynamic radius (D_{H, app}) of surfactant aggregates. When the total concentration of surfactants was above 50 mg/L, the IFT between the SGS/BQAS mixtures and crude oil decreased first and then increased with time. At different surfactant concentrations, the IFT of the SGS/BQAS mixtures attained the lowest values at different times. A high surfactant concentration helped surfactant molecules diffuse from the water phase to the interfacial layer, rapidly reducing the IFT. In conclusion, the cationic-anionic Gemini surfactant mixtures exhibit superior interfacial activity, which may promote the application of Gemini surfactant.