N,N'-双(月桂酰基)乙二胺二丙酸钠的复配性能研究

测定了N,N'-双(月桂酰基)乙二胺二丙酸钠(DLMC)及与十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)和十二烷基聚氧乙烯(6)醚(AEO6)复配体系的表面张力,计算了DLMC及复配体系的表面化学性能参数;应用正规溶液理论得到复配体系内表面相和胶束相中2种表面活性剂之间的相互作用参数。结果表明,在25℃,0.1 mol·L-1NaBr水溶液中,DLMC的临界胶束浓度(cmc)为1.01×10-4mol·L-1,cmc下的表面张力(γcmc)为30.3 mN·m-1;DLMC/DTAB复配体系的γcmc,cmc和Amin均比单一组分要低;DLMC/AEO6复配体系的γcmc,cmc和Amin随着DLMC组分的增加先减小后有所增加。复配体系在形成胶束能力、降低表面张力效率及降低表面张力能力方面存在协同增效作用。     

多季铵盐表面活性剂的合成及流变性能研究

以二乙胺盐酸盐、环氧氯丙烷、长链烷基二甲基叔胺为原料,合成了3种多季铵盐表面活性剂CD3N-n(n=12,16,18,代表烷基链碳原子个数);测定了上述多季铵盐表面活性剂的表面活性,并研究了碳链长度、温度、浓度以及反离子对多季铵盐水溶液流变性的影响。结果表明,合成的多季铵盐水溶液的临界胶束浓度(cmc)分别为2.0×10-4,1.0×10-4和8.0×10-5mol/L,临界胶束浓度下的表面张力(γcmc)分别为39.05,37.45和34.12 m N/m,cmc和γcmc均随着烷基链长度的增加而减小;CD3N-18的增黏效果显著,溶液黏度随CD3N-18浓度的增大而增大,随温度升高和反离子的加入先增加后减小,反离子助剂氯化钾的增黏效果较好,而水杨酸钠有助于提升产品的耐温性。     

头基含羟基的季铵盐双子表面活性剂的合成与性能

以溴代烷、二乙醇胺和1,4-二溴丁烷为原料,通过两步反应合成了一类头基含羟基的季铵盐双子表面活性剂亚丁基-1,4-双(烷基二羟乙基溴化铵)(m-4-m(OH),m=8,10,12,14),通过核磁共振氢谱(~1H NMR)和质谱(MS)对中间体和目标产物的结构进行表征。通过表面张力仪和电导率仪测定m-4-m(OH)在水溶液中的平衡表面张力(γ_(cmc))和临界胶束浓度(cmc),并测定了其水溶液的乳化性能和泡沫性能。结果表明,烷基链越长,表面活性剂越容易自发形成胶束,14-4-14(OH)的cmc最低,可达0.48 mmol/L,γ_(cmc)为33.6 mN/m;头基中引入羟基可有效降低表面活性剂的cmc和γ_(cmc);随着烷基链的增长,乳化性能越好;起泡性随着烷基链的增长呈先升后降的趋势。     

N-(3-二甲氨基)丙基全氟烷基磺酰胺盐酸盐的表面活性

全氟烷基磺酰氟与3-二甲氨基丙胺的缩合产物用盐酸酸化制备了具有不同长度全氟烷基的阳离子氟表面活性剂(CnF2n+1SO2NH(CH2)3NH(CH3)2+Cl-,n=4,6,8,简称PFB-MC,PFH-MC和PFO-MC).用滴体积法测定了pH=2.6～2.7时该类表面活性剂单体系及加盐(0.1 mol·L-1 NaCl)后的表面张力.随着氟碳链长增加,临界胶束浓度(cmc)减小,但表面饱和吸附量降低(单分子极限吸附面积增大);单体系最低表面张力(γcmc)PFH-MC最小(15.02 mN·m-1),明显低于PFB-MC,而PFO-MC与PFH-MC的γcmc相比反略有上升.外加盐能降低体系的cmc,但由于过量盐酸的存在对γcmc无明显影响.研究了表面活性剂在cmc前后的表面张力随pH的变化,发现酸度增强到一定值后表面张力急剧下降.结果表明该系列表面活性剂适用于强酸性环境、抗盐且具有极高的表面活性.     

可断键均三嗪脂肪磺酸盐型表面活性剂的合成与表面活性

以脂肪胺、三聚氯氰、氨基乙磺酸为原料合成了4种不同碳链长度均三嗪脂肪磺酸盐型表面活性剂[2-脂肪胺基-4-(2-磺基乙基)胺基-6-氯-1,3,5-均三嗪]。用元素分析、1HNMR、FTIR对中间体和目标产物的结构进行了表征。测定了25℃时4种表面活性剂的表面张力,研究了它们的表面活性。结果表明,疏水链长为C14时,该类表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)和cmc下的表面张力(γcmc)达到最低值分别为:3.58×10-5mol/L和32.53 mN/m。与普通表面活性剂C12-LAS相比,疏水链长为C12~C16的该类表面活性剂的cmc均比C12-LAS低1~2个数量级,即它们降低水溶液表面张力的效率比C12-LAS高;疏水链长为C8、C12和C16时,其在溶液表面的饱和吸附量均比C12-LAS小,饱和吸附面积比C12-LAS大;疏水链长为C14时则相反。     

对-(月桂基)苄基均质聚氧乙烯醚丙烷磺酸钠的合成与表面活性

以苯为原料先后经酰化、黄鸣龙还原、氯甲基化及威廉逊成醚等反应制得4种具有不同氧乙烯数(其氧乙烯数为1~4)的对-(月桂基)苄基均质聚氧乙烯醚醇,再和1,3-丙烷磺内酯反应得到了对应的对-(月桂基)苄基均质聚氧乙烯醚丙烷磺酸钠。用ESI-MS和1HNMR确定了化合物的结构,用两相滴定法确定了产物中活性物的质量分数均大于99%。用W ilhelmy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),其CMC(mmol/L)和γCMC(mN/m)分别为:0.176,34.9;0.149,34.8;0.102,33.1;0.142,34.8。结果表明:该类表面活性剂随着氧乙烯基团的增加(1~3),其CMC和γCMC都逐渐减小,但当氧乙烯数继续增大时,两个物理量都开始增大。     

短支链型Extended表面活性剂的 合成及性能研究

以异辛醇、环氧丙烷和气体三氧化硫为原料,经丙氧基化、硫酸化和中和3步反应合成了一种短支链型Extended表面活性剂异辛醇聚氧丙烯醚硫酸盐(i-OPS)。利用红外光谱和核磁氢谱对其结构进行了鉴定,并对其相关物化性能进行了研究。结果表明i-OPS在25℃时其临界胶束浓度(cmc)和最低表面张力(γ_(cmc))分别为15.6 mmol·L~(-1)和33.3 m N·m~(-1),其动态表面张力和动态接触角的降低幅度和降低速度均随浓度的增大而增大,在室温下其质量分数为1.0%水溶液对Na Cl的耐受性高于200 g·L~(-1)。     

磺酸盐Gemini表面活性剂的合成与表面活性

以单链表面活性剂SCT及1,3-丙二胺为原料,通过一步取代反应,合成了4种含三嗪环的磺酸盐Gemini型表面活性剂Cn-3-Cn(n=6,8,12,14),测定了25℃时4种表面活性剂的临界胶束浓度CMC。结果表明,Cn-3-Cn的临界胶束浓度CMC均随着疏水烷基链长度的增加而减小,C12-3-C12(实际疏水基碳原子数为14)达到最小值7.23×10-5mol/L,当实际疏水基中碳原子数增加到16时,CMC有所增加。同传统单烷基离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)相比,该类表面活性剂的CMC值低1～2个数量级,显示出很高的表面活性。此外,表面张力随着疏水烷基链长度的增加呈现先减小后增大的趋势,最低γcmc为35.48 mN/m。     

Bola型非对称阳离子表面活性剂的合成及性能研究

以α,ω-二溴代烷、丁基咪唑和三丁基膦为原料经过二步反应合成了3种Bola型非对称阳离子表面活性剂。中间体1-(12-溴十二烷基)-3-丁基咪唑溴盐的较佳合成工艺条件为:n(丁基咪唑)∶n(1,12-二溴十二烷)∶n(四丁基碘化铵)=1∶1.5∶0.005,异丙醇作溶剂,反应温度65℃,反应时间6 h;Bola型表面活性剂的合成工艺条件为:n(1-(12-溴十二烷基)-3-丁基咪唑溴盐)∶n(三丁基膦)=1.05∶1,微波辅助反应,反应温度80℃,反应时间12 h。所合成的Bola型表面活性剂表现出了优良的表面活性,30℃时cmc在5.7×10-3~8.7×10-2mol·L-1之间、γcmc在30~36 m N·m-1之间;随着碳链长度的增长,其cmc,γcmc及分子最小横截面积(Amin)逐渐减小,饱和吸附量(Γmax)和吸附效率(pc20)逐渐增大。     

磺酸聚醚表面活性剂的合成与表征

以不同比例的3-氯-2-羟基丙磺酸钠(NaCHPS)和1-氯-3-丁氧基-2-丙醇(CBP)为原料采用溶液共缩聚法,合成了新型磺酸聚醚表面活性剂———环氧丙磺酸缩水甘油丁基醚共聚物,用红外、核磁对其结构进行了表征,初步考察了聚合物的溶解性,发现磺酸聚醚能溶于大多数极性和非极性溶剂。用表面张力法测定了4种不同组成磺酸聚醚水溶液的临界胶束浓度(cmc)为450 mg/L~510 mg/L,最低表面张力γmin为31.2 mN/m~37.0 mN/m,且cmc和γmin均随分子中CBP含量的增加而减小。