磺酸盐双子表面活性剂的合成及其性能研究

以间苯二酚和甲醛、亚硫酸氢钠为原料,在100℃通过磺甲基化制得中间体,再与溴代十二烷通过威廉姆森醚化得到阴离子磺酸双子表面活性剂,总收率46.7%。研究了反应时间、反应温度和反应物摩尔比对收率的影响。用红外光谱和元素分析确认了其化学结构。测得其cmc和γcmc分别为0.81 mmol/L、γcmc=28.5 mN/m。对其与其他表面活性剂进行复配,在最佳配比下,有更低的cmc和γcmc。     

琥珀酸磺酸盐双子表面活性剂的合成及性能

以顺丁烯二酸酐、正辛醇、乙二醇和亚硫酸氢钠为主要原料,经单酯化、双酯化、磺化反应合成了一种Gemi—ni双子表面活性剂——乙二醇双琥珀酸双辛酯磺酸钠。通过正交实验以及单因素实验确定最佳合成工艺条件为：单酯化反应,n（正辛醇）：n（顺丁烯二酸酐）-1.00：1．05,反应温度90℃,反应时间2h;双酯化反应,n（单酯）：n（乙二醇）=2．05：1．00,反应温度100℃,催化剂对甲苯磺酸用量1．0％。反应时间3h;磺化反应,n（双酯）：n（亚硫酸氢钠）-1．00：2．05．反应温度85℃．反应时间90min。利用红外光谱对反应中间体和产物进行了表征。产物的CMC为5．0×10^-4mol·L^-1,表面张力yCMC为37．98mN·m^-1。     

阳离子型双子表面活性剂的合成及表面活性

合成了一种季铵盐型双子表面活性剂Gem in i 12-3-12,采用红外光谱、元素分析和两相滴定法对其结构和纯度进行了分析,测定了不同浓度表面活性剂水溶液的表面张力,并得到临界胶束浓度(CMC)、饱和吸附量(Γm ax)、单分子饱和吸附面积(Am in)。结果表明,Gem in i 12-3-12的收率为77.2%,纯度为98.4%,它与相应的单尾基十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)的表面活性相当,但CMC比DTAB低14倍左右。     

唑型双子表面活性剂的合成和性能研究

以咪唑、以咪唑,溴乙酸,溴代十四烷和二元醇为主要原料,采用三步法合成了三种新的咪唑型双子表面活性剂,简记[C_(14)-n-C_(14)]Br_2。通过核磁氢谱和红外光谱对三种产物的结构进行表征,证明合成的产物为目标产物。并采用表面张力法得出三种表面活性剂的表面张力曲线,进而计算临界胶束浓度(CMC)等一系列表面性能参数,结果表明,连接基越短的咪唑型双子表面活性剂拥有更低的CMC,更高的界面活性。     

双壬基二苯双醚磺酸盐型双子表面活性剂的合成与性能

以壬基酚、二溴烷烃和氯磺酸为原料,合成了2种双壬基二苯双醚磺酸盐型双子表面活性剂。在中间体的合成反应中引入超声波,通过正交试验优化了生成双醚中间体的反应条件,并考察了超声波功率对产率的影响。通过红外光谱、质谱以及核磁共振对产物结构进行了表征。研究了产物的表面活性、乳化性能和泡沫性能。将合成的Gemini A和Span 80复配作为复合乳化剂来乳化甲基硅油。结果表明,生成双醚的适宜反应条件为:n(壬基酚)∶n(二溴烷烃)=2.02∶1,碱用量为20%(质量分数),65℃下反应1.5 h,超声波功率为250 W。合成的双子表面活性剂具有良好的表面活性、乳化性能和泡沫性能。采用复合乳化剂得到了均匀稳定的甲基硅油乳液。     

一种新型双子磺酸盐型表面活性剂的合成

双子表面活性剂是具有高的表面活性的一类新型表面活性剂,但是,由于其生产成本过高而限制了其应用范围。以脂肪醇、环氧氯丙烷、1,2-二氯乙烷、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和四丁基溴化铵等为原料合成一种由两个疏水烃基和两个磺酸基组成的双子表面活性剂。该合成方法原料成本较低,而且分子结构中各基团间由醚键连接。将中间产物3-辛氧基-2-羟基-1-丙烷磺酸钠(OHPS)和终产物1,2-二(1-辛烷氧基-3-磺酸钠-2-丙烷氧基)乙烷(DOSPE)的表面活性进行比较,DOSPE的cmc较OHPS低一个数量级,但γcmc相反,并且DOSPE的表面活性剂具有优良的抗盐性能。     

一种酯型双子表面活性剂的合成及其协同效应

通过酯化、溴代和季铵化反应,合成了以乙氧基为联接基的酯型双子(Gemini)阳离子表面活性剂N,N′-双(二甲基十二酸乙酯基)乙醚溴化铵([C11H23COOCH2CH2N (CH3)2CH2CH2OCH2CH2N (CH3)2CH2CH2OOCC11H23].2Br-,Ⅱ-12-EO2)。以表面张力法和稳态荧光法考察了Ⅱ-12-EO2与十二烷基硫酸钠(SDS)复配体系在40℃时0.1 mol.L-1溴化钠水溶液中的表面化学性质和胶束化行为。得到Ⅱ-12-EO2的临界胶束浓度(cmc)为1.25×10-4mol.L-1,最低表面张力(γcmc)为28.4 mN.m-1。采用稳态荧光法以芘(Py)为荧光探针,Ⅱ-12-EO2的胶束栅栏层的微极性,较一般表面活性剂大,达到1.4,与SDS的复配体系在1.2左右;以十二烷基溴化吡啶为猝灭剂,测定体系的胶束聚集数为15。运用非理想混合表面活性剂分子相互作用理论计算出Ⅱ-12-EO2与SDS复配体系的相互作用参数(β),复配体系具有降低表面张力效率、形成胶束能力和降低表面张力能力方面的协同效应。     

硫酸酯盐双子表面活性剂的合成和界面张力的研究

实验室条件下,以长链羧酸(月桂酸)、聚乙二醇等为主要原料,通过赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应等和酯化反应,用醚键加入方式加入联接基团,用浓硫酸加成反应加入硫酸酯键,从而在实验室条件下合成具有特殊结构的双子表面活性剂-GA12-S-12.通过用旋转液滴法测合成的硫酸酯盐阴离子双子表面活性剂的表面张力,测得其临界胶束浓度(CMC)为438 mg/L,临界胶束浓度下表面张力为30.9 mN/m,并对比十二烷基硫酸钠水溶液表面张力,显示GA12-S-12[低聚二醇(α-硫酸酯钠)月桂酸双酯阴离子双子表面活性剂]具有更优的表面活性.进一步配制不同浓度的GA12-S-12表面活性剂溶液,测定它们与长庆五里湾原油的界面张力,效果显示其适用于五里湾区原油采收率的提高.     

无机盐对磺酸盐型双子表面活性剂溶液表面性能的影响

在(30±0.2)℃下,用直接观察法、表面张力法和旋转液滴法考察了不同无机盐(NaCl、CaCl2和MgCl2)对磺酸盐型双子表面活性剂DJ溶液溶解性、临界胶束浓度(CMC)值和界面张力的影响。结果表明,磺酸盐型双子表面活性剂DJ具有良好的抗盐性,溶解度可以达到20 000 mg/L以上;在低盐度范围时(小于500 mg/L),随着无机盐质量浓度的增加,表面活性升高,CMC降低;随着阳离子(Na+、Ca2+和Mg2+)价数的增加,CMC降幅增大,且Ca2+的影响程度大于Mg2+;在无机盐质量浓度达到10 000 mg/L时,CMC呈上升趋势;无机盐的加入使溶液界面张力先降后升,然后趋于平稳。无机盐质量浓度在100～1 000 mg/L内,磺酸盐型双子表面活性剂DJ溶液的界面张力可以达到最低。     

双子(Gemini)表面活性剂合成及研究进展

综述了阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型四类双子表面活性剂的合成及研究进展,指出未来双子表面活性剂研究的主要方向为获得更高的表面活性、降低合成和使用成本、不同类型的表面活性剂协同强化、提高安全环保性和拓宽应用领域等。     

磺酸型Gemini表面活性剂的合成及表面活性

以壬基酚、1,4-二溴丁烷和氯磺酸为主要原料,通过三步反应合成了新型的磺酸型Gemini表面活性剂9BA-4-9BA,讨论了合成反应时间、温度以及催化剂对产物纯度和产率等因素的影响,优化了反应过程。利用核磁共振谱和红外光谱表征了产物结构,并通过DCTA21表面/界面张力仪测试其水溶液中的表面张力。和传统表面活性剂相比,合成的Gemini表面活性剂9BA-4-9BA具有更高的表面活性,其临界胶束浓度和C20分别为6.2×10-4mol/L和1.1×10-5mol/L。     

Synthesis of a novel dialkylaryl disulfonate gemini surfactant

A single-step route was developed for synthesizing a dialkylaryl disulfonate gemini surfactant using α-olefin sulfonic acid. The new process is very simple and effective, requiring neither the conventional alkylation unit nor strong acid catalysts. The resulting dialkylaryl disulfonica acids differ from existing products by having the sulfonyl group attached to the alkyl chain rather than the aromatic ring. To optimize the reaction conditions, a reliable double-wavelength spectrophotometric method was studied to analyze the conversion of an aromatic (benzene or methylnaphthalene) based on the difference in ultraviolet absorption spectra between the aromatic and the corresponding dialkylaryl disulfonate. The experiments suggested that the reaction time and temperature affected the conversion and optimal condition; a reaction time of 5 h (or 4 h) and a reaction temperature of 150°C were obtained and applied to the products ditetradecylmethylnaphthalene disulfonate (DTMNDS) and ditetradecylbenzene disulfonate (DTBDS). In addition, the surface-active properties of DTMNDS and DTBDS were investigated in detail. Their critical micelle concentrations were 2×10⁻⁵ and 1.7×10⁻⁴ mol·L⁻¹, respectively. The data showed that the two new dialkylaryl disulfonate gemini surfactants had higher surface activities than the conventional dodecylbenzene sulfonate, suggesting they will have broad utility in industrial and household applications in the future.     

双辛酰胺乙基丁烷磺酸盐表面活性剂的合成及性能

以辛酸、二乙烯三胺为原料,氢氧化钾作催化剂,经酰胺化反应合成了中间体N,N-双辛酰胺乙基胺,将其溶解在甲苯-丙酮中再与过量的1,4-丁烷磺内酯反应,多次提纯后得到双辛酰胺乙基丁烷磺酸盐表面活性剂。采用FT-IR、ESI-MS、1HNMR对合成的中间体和目标产物进行了结构表征。使用悬滴法测试了所合成的表面活性剂在不同温度下的表面张力,结果表明,在25℃时该表面活性剂临界胶束浓度CMC为1.41×10-3mol/L,最低表面张力γCMC为26.78 m N/m,且随着温度的升高,CMC增加,γCMC、最大吸附量Γmax下降。加入0.2 mol/L的Na Cl后,CMC减小到4.20×10-4mol/L,γCMC下降为25.51 m N/m。     

DEDS-10双子表面活性剂的性能研究

合成了一种新型的DEDS-10双子表面活性剂,用红外光谱对所合成化合物的结构进行了初步表征。DEDS-10的临界胶束浓度cm c为0.47 mmol/L,γcm c为34.5 mN/m,A lC l3、CaC l2和NaC l可以使γcm c降低3.6~1.1 mN/m,其cm c值大约为纯水溶液cm c值的1/5~1/3;加入乙醇,可增加其表面活性,在乙醇的浓度为0.22 mol/L时,其表面张力为30 mN/m左右。与阳离子表面活性剂DTAB和非离子表面活性剂曲拉通X-100复配,可以大幅度地降低cm c和γcm c值,与阴离子表面活性剂TLS复配时,cm c降低,cγm c略有增加。     

一种新型双联两性表面活性剂的合成与性能

采用1,4-丁二醇、马来酸酐、环氧氯丙烷、十六烷基叔胺为主要原料,合成了一种新型双联(Gemini)两性表面活性剂--丁二醇双琥珀酸一氯羟丙基季铵双酯磺酸钠(HDBC).红外光谱和质谱分析确证,合成的表面活性剂为目标产物.该表面活性剂水溶液最低表面张力为25.92 mN.m-1、临界胶束浓度为0.01 g.L-1;并考察了其发泡、稳泡性、乳化力和钙皂分散力.     

饱和腰果酚阴-非离子型Gemini表面活性剂的合成与表面活性

以饱和腰果酚为原料,通过缩合、开环、羧甲基化反应合成两种具有新型化学结构的饱和腰果酚Gemini聚氧乙烯醚羧酸钠（GSCPEC-8和GSCPEC-10）,并研究其表面活性。FT-IR光谱和1H NMR证实饱和腰果酚Gemini聚氧乙烯醚羧酸钠结构。采用滴体积法测定了GSCPEC-8和GSCPEC-10水溶液的表面活性,结果表明：GSCPEC-8和GSCPEC-10水溶液的临界胶束浓度（cmc）分别为0.79mmol/L和0.69mmol/L,临界胶束浓度下的表面张力分别为36.56mN/m和39.37mN/m,最小单分子占有面积分别为1.9383nm2和1.1072nm2。GSCPEC水溶液的cmc值很低,具有较高的降低表面张力的效率;且随着EO基团的增加,形成胶束的能力与稳定性提高。     

全氟己基季铵盐型表面活性剂的制备及其表面活性

以全氟己基磺酰氟和N,N-二甲基-1,3-丙二胺为原料,经酰胺化和季铵化反应,制备了N,N,N-三甲基-N-(N'-全氟己基磺酰胺基)丙基碘化铵。用IR、1HNMR、MS(ESI)等方法对其结构进行了表征,并测试了其表面张力等性能。结果表明,N,N-二甲基-N'-全氟己基磺酰基丙二胺合成的较佳工艺条件为:以乙酸乙酯为溶剂,三乙胺为缚酸剂,n(C6F13SO2F)∶n〔H2NC3H6N(CH3)2〕=1∶1.2,室温反应3 h,收率为90.9%。季铵化反应的较优合成条件为:以四氯化碳为溶剂,n〔C6F13SO2NHC3H6N(CH3)2〕∶n(CH3I)=1∶1.7,室温反应2 h,收率为97.6%。所得季铵盐临界胶束浓度(CMC)为3.50 mmol/L,在CMC时表面张力为17.8 mN/m,具有良好的表面活性。