系列烯丙基二甲基烷基氯化铵的合成和性能

以不同碳链的N-二甲基烷基胺(N-二甲基癸基胺、N-二甲基十二烷基胺、N-二甲基十四烷基胺)和氯丙烯为主要原料,合成了3种烯丙基二甲基烷基氯化铵季铵盐(产物分别记为C_(10),C_(12),C_(14)),合成条件为乙醇用量50 mL、n(N-二甲基烷基胺)∶n(氯丙烯)=1.0∶3.0、反应温度50℃、反应时间22～25 h,所得C_(10),C_(12),C_(14)的收率分别为86.6%,88.1%,87.0%。通过IR和~1H NMR方法对产物进行了结构表征,测定了季铵盐的热稳定性、表面活性、泡沫性能和絮凝性能。实验结果表明,C_(10),C_(12),C_(14)的主要分解温度为170～300℃,对应失重率分别为88.5%,89.1%,90.6%;临界胶束浓度和临界胶束浓度下的表面张力分别为13.5,6.6,2.0 mmol/L和36.1,34.7,33.7 mN/m;季铵盐的低温水溶性好,随着烷基链长度的增加,发泡力及对高岭土的絮凝能力依次增强。     

烯丙基型可聚合表面活性剂的合成及性能

以烯丙基二甲胺(ADMA)和1-溴代直链烷烃(溴代烷)为原料,采用丙酮回流法合成了烯丙基二甲基十二烷基溴化铵(C12)、烯丙基二甲基十四烷基溴化铵(C14)、烯丙基二甲基十六烷基溴化铵(C16)3种烯丙基型可聚合表面活性剂,优化了合成条件,C12,C14,C16的较佳合成条件:丙酮作溶剂、n(ADMA)∶n(溴代烷)=1∶1.1、反应温度55~65℃、反应时间56~60 h,该条件下产品的收率分别为78.15%,73.82%,68.20%。用FTIR、1H NMR和元素分析对产品结构进行表征,通过测定其表面活性及絮凝性能,考察产品结构对性能的影响,结果表明,C12,C14,C16的临界胶束浓度和临界表面张力依次减小,分别为6.5,1.7,0.55 mmol/L和37.2,35.1,33.5 m N/m;C12和C14的Krafft点低于0℃,C16的Krafft点为8℃;发泡、乳化及絮凝能力的强弱顺序为:C16C14C12。     

(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。     

新型三联季铵盐阳离子表面活性剂的合成与性能

以异丙醇为溶剂,柠檬酸、十二烷基二甲基叔胺和环氧氯丙烷为原料合成了柠檬酸三酯三联季铵盐阳离子表面活性剂(CTTTA)。在反应温度85℃,反应时间12 h 条件下,产物的收率大于90%,纯度97.58%,Krafft 点<0℃。用表面张力法、稳态荧光探针法和电导法在25℃测定的产物临界胶束浓度(cmc)值分别为3.3×10~(-4),3.4×10~(-4)和3.5×10~(-4)mol/L。CTTTA 与传统阳离子表面活性剂相比,有较高的表面活性。     

对称双季铵盐表面活性剂的合成及性能

实验以十二烷基二甲基叔胺和1,4-二溴丁烷为原料,以异丙醇为溶剂,合成了对称双季铵盐表面活性剂二溴化-N,N′-二(二甲基十二烷基)丁二铵。采用红外光谱、核磁共振对产物的结构进行了表征。最佳合成条件为:n(十二烷基二甲基叔胺):n(1,4-二溴丁烷)=2.2:1.0、以异丙醇为溶剂,在回流温度85℃时反应12h,收率可达68.8%。     

有机硅季铵盐的合成及性能研究

以十二叔胺和溴丙烯为原料，反应制得十二烷基二甲基烯丙基溴化铵中间体，再以氯铂酸作催化剂，将十二烷基二甲基烯丙基溴化铵中间体与七甲基三硅氧烷通过硅氢加成反应合成一种有机硅季铵盐。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)以及离子类型鉴定对有机硅季铵盐的结构进行表征，测定其表面张力，考察其起泡性能和杀菌性能。结果表明：合成的有机硅季铵盐的临界胶束浓度为2.03 g/L，表面张力为20.54 mN/m，溶液界面表面活性剂饱和吸附量为4.2×10^-9 mol/cm²，平均每个表面活性剂分子在界面吸附饱和时所占据的面积为0.039 6 nm²，有良好的起泡性，但稳泡性较弱，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率均达到了99.99%。     

双季铵基双肉豆蔻酸酯表面活性剂的合成及性能研究

以四甲基乙二胺、亚硫酰氯、肉豆蔻酸原料制备了乙撑双(二甲基)季铵盐双肉豆蔻酸酯(BQM),通过正交实验确定了最佳合成条件:以异丙醇作溶剂,α-溴代肉豆蔻酸甲酯与四甲基乙二胺的摩尔比为2.2∶1,反应温度为84℃,反应时间为8h。用IR,1HNMR和元素分析表征了BQM的结构。经测定BQM的临界胶束浓度(cmc)为3.5×10-4mol/L,表面张力(γcmc)为34.6mN/m。BQM与十二烷基磺酸钠(TLS)的复配体系在物质的量比为1∶2时,cmc降为5.0×10-5mol/L,γcmc为33.0mN/m,优于十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)与TLS组成的复配体系。     

新型吉米奇(Gemini)季铵盐(NGA)的研制及其在VES清洁压裂液中的应用

本研究合成了一种新型的吉米奇(Gemini)季铵盐阳离子表面活性剂NGA-乙烯撑基双(十八烷基二甲基溴化铵),并对产物的表面活性及由产物配制的VES清洁压裂液的性能进行了测定。结果表明:其CMC为1.2×10~(-1) mol/L,r_(CMC)为30.7 mN/m;添加NGA 2.0%(wt),NaCl 4.0%(wt)配制的VES清洁压裂液体系具有良好的粘弹性及抗温稳定性能,最高抗温可达95℃,解决了传统季铵盐类清洁压裂液体系的添加量高、耐温性能差的缺点,具有良好的市场应用前景。     

脂肪酰胺丙基-N,N-二甲基-2,3-二羟丙基氯化铵的合成及性能

以不同碳链长度的脂肪酸、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、3-氯-1,2-丙二醇为原料合成了脂肪酰胺丙基二甲基叔胺及其季铵盐。在酰胺化反应中,n(脂肪酸)∶n(N,N-二甲基-1,3-丙二胺)=1∶1.8,在135～145℃反应8～10h,产率为89.8%;在季铵化反应中,n(脂肪酰胺二甲基叔胺)∶n(3-氯-1,2-丙二醇)=1∶1.1,在80～90℃反应4～6h,产率为90.1%。测定了该类阳离子表面活性剂的表面张力以及泡沫、乳化、增溶、抑菌等性能。其中十二碳季铵盐产物的CMC为5.012×10-4 mol/L,γCMC=24.21mN/m,同时该产物的泡沫、乳化、增溶等性能均优于十二烷基三甲基溴化铵(DTAB),对枯草芽孢杆菌的抑菌性也明显强于DTAB。     

硬脂酸酰胺丙基二甲基烷基季铵盐的合成及性能研究

以硬脂酸、N,N-二甲基-1,3-丙二胺制备了硬脂酸酰胺丙基二甲基叔胺中间体,再与环氧氯丙烷、苄溴、溴丁烷、苄氯、溴癸烷、氯代甘油等季铵化试剂反应,生成一系列硬脂酸酰胺型季铵盐。通过IR光谱,1 H NMR,ESI-MS等手段对中间体及目标产物进行表征,并对季铵盐产物的表面化学性能及抗菌性能等进行了测定。结果表明:系列硬脂酸酰胺型季铵盐具有良好的表面化学性能,cmc可达到10-4 mol/L;具有较好的抗菌性能,对大肠杆菌EC、金黄色葡萄球菌SA、海氏肠球菌EH、铜绿假单胞菌PA等菌种具有不同程度的抑制效果,是一种环境友好的抗菌剂。     

碳酸铵到甲酸胺的催化转化研究

在三苯基膦铑络合物催化剂的存在下,研究了在不同实验条件下碳酸铵到甲酸胺的转化。反应结果表明随着反应条件的不同,产率可在0～100%范围内变化。有机碱如三乙基胺是必要的添加助剂。在系列胺化合物中,其助剂的效应的大小次序是R3N>R2NH>RNH2。而且转化率随着胺助剂量的增加而增加。适量的三苯基膦((C6H5)3P)可以极大地促进反应速率。实验中研究了三苯基膦(C6H5)3P与催化剂RhCl(PPh3)3的P/Rh比对反应的影响,发现反应转化率与其比值存在一极大点,即在比值近6 5时反应体系转化率为最大。偏离该比值转化率均降低。     

Wettability of Ammonium Nitrate Prills

The wettability of ammonium nitrate (AN) prills is one of the primary factors determining the physical stability and detonation behavior of ANFO. The wettabilities of various types of AN prills were compared using capillary penetration measurements. Complementary characterization studies using scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetry (TG) were performed to rationalize the observed differences in wettability. The wettability of AN was found to be affected by several factors, including surface tension, viscosity, density, and purity of the liquid used, as well as surface composition, porosity, bulk density, particle size, moisture content, and thermal history of the AN samples.     

N,N-二烯丙基-二甲基氯化铵的合成

研究了以烯丙基氯、二甲基胺和氢氧化钠为原料，合成二烯丙基－二甲基氯化铵的合成工艺，提出了在反应温度为５℃、１０℃和１５℃下，烯丙基氯和氢氧化钠的累积体积分数加量分别为２５％、５５％及９０％的分段式升温交替滴加新方法，可使叔胺化反应时间缩短至２ｈ。在总物质的量比为：烯丙基氯∶二甲基胺∶氢氧化钠为２．１０～２．１５∶１．０∶１．０，反应温度：４５℃下，６～７ｈ可完成季胺化反应。此工艺已在工业试验中得到验证。得到ＤＡＤＭＡＣ≥９２％、ＮａＣｌ≤３％收率为９５％的工业产品。     

Studies on Nonaluminized High Burning Rate AP-Composite Propellants

This paper discusses the effect of replacement of hydroxyl terminated poly butadiene (HTPB) by butacene on the burning rates of a nonaluminized ammonium perchlorate (AP)–based composite propellant. A remarkable burning rate enhancement (60–100%) was observed on replacement of HTPB by butacene to the extent of 25%. Replacement of 50–75% HTPB by butacene led to further increase in burning rate by merely 10–20%, and no incremental effect was observed on complete replacement of HTPB. Butacene-based propellants also exhibited a lower pressure exponent (n) of the burning rate. The results obtained are in line with the findings of other researchers on aluminized AP composite propellants. Addition of transition metal oxides, ferric oxide (FO), and copper chromite (CC) to butacene-based formulations led to further enhancement of the burning rates, albeit to a less extent than in the case of HTPB-based systems. However, the burning rates of the former were higher than those of the latter in the case of ballistically modified compositions as well. DSC results for butacene-based formulations revealed lower activation energy (Ea) for decomposition than that for HTPB-based propellants. TGA studies brought out that butacene-based compositions decompose following a pattern similar to that of HTPB-based formulations. However, lower decomposition temperatures (1st and 2nd stages) were observed for butacene-based propellants.     

可聚合双季铵盐阳离子表面活性剂

以甲基丙烯酰氯、11-溴代十一醇、4-[2-(N,N-二甲基胺乙基)]吗啉和溴甲烷为原料,合成了新型可聚合的单季铵盐阳离子表面活性剂甲基丙烯酸酯基单季铵盐(PMQ),并经过季铵化得到了相应的双季铵盐头基的阳离子表面活性剂可聚合的甲基丙烯酸酯基双季铵盐(PDQ)。通过元素分析和核磁共振氢谱证实了产物的结构,同时采用表面张力测定与电导率测定两种方法测定了PDQ在不同温度下的临界胶束浓度和表面张力。实验结果表明,通过酰氯化、两次季铵化3步有机反应成功地合成了PDQ;25℃下纯水中PDQ的临界胶束浓度为3.24×10-2mol/L,对应的表面张力为40.95mN/m,表明PDQ具有较高的表面活性。     

棕榈酸阳离子双酯表面活性剂的合成及表面性能

实验以棕榈酸和2,3环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)为原料,制备中间体单酯表面活性剂氯化3-棕榈酰氧基-2-羟基丙基三甲基铵(CMESA),再与棕榈酰氯反应合成双酯表面活性剂氯化2,3-二(棕榈酰氧基)丙基三甲基铵(CDESA)。讨论了反应溶剂、缚酸剂种类对终产物CDESA收率的影响,经正交试验确定其最佳合成条件为:1,4-二氧六环为反应介质,用量40 mL,n(CMESA):n(棕榈酰氯):n(吡啶)=1:1:1,加热回流5 h,CDESA收率为92%,纯度大于95%。     

焙烧温度对含硫前体NiMoS加氢裂化催化剂反应性能的影响

采用四硫代钼酸铵、硝酸镍为活性组分,γ-Al2O3和改性Y分子筛的混合物为载体,通过混捏法制备含硫前体NiMoS加氢裂化催化剂。对催化剂进行了IR,TEM,XRD表征。结果表明：随焙烧温度的升高,含硫前体催化剂表面总酸量先增加后减小;含硫前体催化剂的中强酸酸量较大,且B/L值也较大;由于以四硫代钼酸铵为前体的催化剂减少了金属与载体间的相互作用,有利于得到较佳的活性组分晶体尺寸和层数,从而提高了催化剂的性能;过高的焙烧温度不利于含硫前体催化剂活性相MoS2片晶形成合适的平均长度和平均层数;采用500℃焙烧的含硫前体催化剂进行加氢裂化反应时,产物的液体收率、转化率、选择性均较高,且异构性能突出。     

Quaternary Ammonium Salt as GC Stationary. Phase III: Analysis of Oxygenates in Gasoline

Abstract

Quaternary ammonium salt was used as a new stationary phase for analysis of C₁–C₄ alcohols in gasoline. The method involves determination of these gasoline alcohols on 20 ft column packed with 25% of the quaternary ammonium salt on Chromosorb-P (100–120 mesh). This selective stationary phase efficiently separate alcohols after toluene and n-decane. This selectivity is explained in the term of the difference in the retention mechanism of the investigated solutes. The obtained results reveal that the alcohols are retained largely by partitioning mechanism while aromatics and n-alkanes are retained by mixed retention mechanism in which interfacial adsorption is always significant.     

无机阻燃剂高聚合度聚磷酸铵的研制

以五氧化二磷、磷酸铵盐、尿素为原料、氨气为保护气,制备了高聚合度聚磷酸铵无机阻燃剂。考察了五氧化二磷、磷酸铵盐、尿素的用量和反应温度对聚磷酸铵平均聚合度的影响。采用端基滴定法测定了聚磷酸铵的聚合度,并用X射线衍射(XRD)法表征了聚磷酸铵的晶体结构,同时测定了聚磷酸铵的粒度和溶解度。实验结果表明,制备聚磷酸铵的最佳反应条件为:n(磷酸氢二铵)∶n(五氧化二磷)∶n(尿素)=1∶1∶0.3,反应温度280~300℃,反应时间40m in,热处理温度250~280℃,热处理时间110m in。在此条件下制备的聚磷酸铵的平均聚合度大于600,平均粒径直径小于50μm,在水中的溶解度小于0.4g;XRD表征结果表明,所合成的物质为Ⅱ型聚磷酸铵。     

加氢装置高压换热器失效分析及铵盐腐蚀结晶温度的变化规律研究

通过分析某煤柴油加氢装置高压换热器（E-104）管束失效案例,初步判断系统存在铵盐垢下腐蚀风险。建立了反应流出物系统的仿真模型,由此分别计算失效换热器管程、壳程发生铵盐结晶的风险,结果表明：所研究系统中不存在NH₄HS结晶风险;系统铵盐结晶温度随腐蚀性元素含量的提高稍有提高;在原工况、新工况下,热高压分离气系统的NH₄Cl结晶温度分别为177℃和181℃,冷低压分离油系统的NH₄Cl结晶温度分别为178℃和182℃,在原工况操作条件下,E-104的管、壳程均存在NH₄Cl结晶的风险。通过正交试验确定各因素对NCl结晶温度的影响程度由高到低的顺序为：Cl元素含量＞N元素含量＞系统气相流量＞系统操作压力,并进一步得到NH4Cl结晶温度随Cl、N含量的变化规律,利用此规律进行预测将大大提高对NH4Cl结晶温度的预测效率。