聚醚改性氟硅表面活性剂的合成与溶液性质研究

通过阴离子开环聚合和硅氢加成反应得到聚醚改性氟硅表面活性剂和聚醚改性硅氧烷表面活性剂;并用核磁和红外来表征其结构。对聚醚改性有机硅表面活性剂和氟硅氧烷表面活性剂以及全氟表面活性剂进行溶液性质的研究发现:全氟表面活性剂的最小表面张力最低,聚醚改性氟硅表面活性剂的最小表面张力比聚醚改性的硅氧烷要高;对于相同的亲水链段和疏水链段聚醚改性的氟硅氧烷,其临界胶束浓度(CMC)比聚醚改性硅氧烷小;聚醚改性硅氧烷亲水链段的长度增加,CMC减少;而聚醚改性氟硅氧烷的疏水链段长度增加,CMC增加。     

ES纺粘无纺布表面活性剂亲水整理

ES纺粘无纺布具有蓬松、柔软、强度好等特点,经亲水改性后是高档卫生用品理想的覆面层材料。为赋予ES无纺布良好的多次亲水性能,研究表面活性剂的结构与其在溶液中的表面张力和在PE薄膜上的动态铺展性能间关系,考察了表面张力、动态接触角、表面活性剂亲水基和疏水基结构等对整理剂性能指标的影响,并优化表面活性剂亲水整理剂配方。结果表明:表面张力值的大小与表面活性剂在PE界面成膜的快慢存在负相关关系,表面张力值越小,成膜速度越快。当整理剂浓度8g/L、烘干温度80℃、烘干时间10min和上油量0.36%~0.42%时,含三硅氧烷聚氧乙烯醚表面活性剂整理剂亲水改性后的ES无纺布具有最佳的多次亲水性能。优化后的亲水整理剂的综合指标(反湿量小于0.11g,第五次穿透时间小于5s,表面比电阻小于2.91×108Ω·cm)已基本达到卫生用品覆面材料对穿透时间(3~5s)、反湿量(小于等于0.13g)和表面比电阻(小于等于7×109Ω·cm)等指标的要求。     

分子模拟研究疏水段结构对阴离子型氟表面活性剂气/液界面结构的影响

氟表面活性剂广泛应用于工业各领域,表面活性剂的各种应用均与其在气/液界面的吸附层结构密切相关,探讨氟表面活性剂分子结构对气/液界面层结构的影响具有非常重要的应用价值和理论意义。文章采用分子动力学模拟探讨了阴离子型氟表面活性剂疏水段结构对其气/液界面结构的影响。研究结果表明含氟链段的长度影响阴离子表面活性剂PFOS的界面结构,当氟碳原子数目为8的时候,该表面活性剂在界面处形成有序性单分子吸附层。疏水段的氟化程度对PFOS链段在气/液界面层排布的有序性以及疏水链段角度分布影响较大。当氟化程度较高时,表面活性剂单分子层在界面有序性较好;随着氟化程度降低,表面活性剂单分子层有序性降低,表面活性降低。     

短氟碳链季铵盐表面活性剂的合成及性能研究

以1H,1H,2H,2H-全氟己-1-醇和三氟甲烷磺酸酐为起始原料合成了两种具有不同连接基团的短氟碳链季铵盐表面活性剂。通过FTIR、1 H NMR对目标产物的结构进行了表征,并对其表面活性、复配性能及润湿性能进行了测试。研究表明,以酯基为连接基的表面活性剂具有更小的临界胶束浓度(CMC),更低的表面张力,其CMC为0.3mmol/L,γCMC为18.9mN/m,其与SDBS复配后的表面张力最低值为20.5mN/m,而以酰胺基为连接基的表面活性剂则具有更好的润湿性及水溶性,其CMC为1.1mmol/L,γCMC为19.4mN/m。     

离子液体双子咪唑表面活性剂的合成

为了提高传统表面活性剂在溶液中的表面活性,合成了以亚甲基链为联接基团、具有对称结构的系列双子咪唑离子液体型表面活性剂.对目标产物结构进行核磁共振氢谱表征.测定了25℃下双子咪唑离子液体表面活性剂水溶液的表面张力.结果表明:合成的系列双子咪唑表面活性剂均为目标产物;在联接基团长度一定的情况下,疏水基团碳原子数增加,分子在空气/水界面吸附的趋势增大,其临界胶束浓度和吸附量逐渐减小,吸附面积和pc20逐渐增大,而表面张力受疏水链长影响较小,表现出较高的表面活性;此外,在疏水基团链长一定的情况下,联接基团长度较短的双子咪唑表面活性剂具有较高的降低表面张力的效率和能力,更容易在空气/水界面发生吸附.     

新型Gemini表面活性剂溶液粘浓效应的研究

测定了新型Gemini表面活性剂(C6-2-C6,C8-2-C8)的临界胶束浓度和相对粘度,讨论了表面活性剂溶液浓度、疏水链长度、无机盐对表面活性剂溶液粘度的影响.研究结果表明:Gemini表面活性剂临界胶束浓度比十二烷基硫酸钠(SDS)低1~2个数量级,随着疏水链长度的增加表面活性剂的CMC降低.表面活性剂溶液浓度对Gemini表面活性剂的粘度影响非常明显,对普通的十二烷基磺酸钠(SDS)表面活性剂的粘度影响不大.无机盐的加入使Gemini表面活性剂的粘度先增大后减小.用透射电镜(TEM)观察了溶液的聚集体形态,C8-2-C8Gemini表面活性剂能形成直径80~100nm的囊泡.     

氨基聚醚改性有机硅表面活性剂的合成研究

氨基聚醚改性聚硅氧烷是一类亲水性的有机硅表面活性剂,可以明显降低表面张力,在农药、印染、日用化工等领域具有广泛的应用前景.以钠、烯丙醇聚氧烷基醚,环氧氯丙烷,低含氢硅油和二乙胺为原料,通过硅氢加成和胺化反应,合成目标产物氨基聚醚改性聚硅氧烷.通过优化原料配比、反应温度和反应时间确定了最佳的工艺条件,并对产品结构进行了表征,对其表面张力性能进行了测试.     

聚硅氧烷嵌段/接枝改性聚氨酯的表面性能

以不同结构的端羟基聚硅氧烷（PDMS）为软段,聚己内酯（PCL）为混合软段,通过与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）加聚合成了一系列嵌段/接枝型硅氧烷改性聚氨酯（PDMS-PU）,并采用静态接触角、接触角滞后以及XPS等表征手段分析了硅氧烷链段在聚氨酯主链中的链接方式对其表面性能的影响.结果表明：2种链接方式的硅氧烷均能有效的降低聚氨酯的表面能,引入质量分数为15% 的硅氧烷,便可使得其水接触角达到110°,侧链接枝型由于硅氧烷位于侧链,自由度高,链段运动能力较强,易于形成表面富集.主链嵌段型由于硅氧烷链段两端均固定在主链上,难以发生表面重构,接触角滞后不明显,而侧链接枝型硅氧烷链段位于侧链,容易发生表面重构,使得部分极性亲水的聚氨酯硬段暴露在表面,其接触角滞后较为严重.     

CMC型高分子表面活性剂在稀溶液中分子聚集形态

采用激光光散射、荧光光谱对羧甲基纤维素型高分子表面活性剂在稀溶液中的分子形态进行了研究，发现高分子表面活性剂的表面张力等温线出现多折点现象。在低于临界胶柬浓度的稀溶液中，单个高分子表面活性剂分子趋向卷曲，疏水嵌段形成非极性微区，形成疏水嵌段为核亲水嵌段为壳的单分子胶柬，其形态不规则，粒径在100nm以下，尺寸分布较宽。     

侧链型水性含氟聚氨酯的制备及性能研究

为了制备兼具优异疏水性能和力学性能的水性含氟聚氨酯（WFPUs）,合成了3种含氟侧链长度不同的端羟基含氟聚丙烯酸酯（P3FMA、P6FMA和P12FMA）,将其引入水性聚氨酯（WPUs）分子链中,分别制备了3种WFPUs：WFPUs-P3FMA、WFPUs-P6FMA和WFPUs-P12FMA。傅里叶红外光谱（FTIR）分析表明成功将以上3种端羟基含氟聚丙烯酸酯引入了WPUs的分子链中,FTIR分峰结果显示,随着含氟侧链长度增加,硬段氢键化羰基含量增加,这表明较长的含氟侧链能促使WFPUs硬段氢键作用增加,从而使硬段间的相互作用增加。静态接触角测试和表面自由计算表明：3种WFPUs乳胶膜的静态接触角均随着氟含量增加先增加,随后再继续增加氟含量,静态接触角不变。此时,3种WFPUs乳胶膜的表面自由能分别为34.78、32.41和15.94 mN/m,由此可知,含氟侧链最长的WFPUs乳胶膜的表面自由能最低,疏水性能最好。X光电子能谱分析（XPS）显示,氟表面含量随氟本体含量增加而增加,含氟侧链最长的P12FMA在WFPUs乳胶膜表面的富集性能最好。X射线衍射（XRD）分析表明,氟含量相同时,WFPUs乳胶膜硬段的结晶度随含氟侧链长度增加而增加。力学性能测试结果表明,在氟含量相同的条件下,含氟侧链长度最长的乳胶膜WFPU2-P12FMA的断裂强度和断裂伸长率最大,并且高于WPUs乳胶膜。因此,采用P12FMA改性WPUs,可制备具有较好疏水性能和力学性能的WFPUs乳胶膜。     

丙烯酰胺类阳离子表面活性单体的合成及研究

一种可聚合的丙烯酰胺类单体与不同碳链的溴代烷反应,通过改变疏水基团碳链的长度,制得丙烯酰胺类阳离子表面活性单体。利用红外和核磁共振表征了产物的结构。同时采用表面张力法(环法) 和电导滴定法测定丙烯酰氨基丙基二甲基（辛基、十二烷）十六烷基溴化（AMQC8、AMQC12、AMQC16）铵临界胶束浓度( CMC),及在临界胶束浓度时的表面张力(γCMC);同时使用紫外分光光度法测定其在水中的溶解度。实验结果表明,随着疏水基团碳链的增长,临界胶束浓度逐渐降低;Krafft 温度逐渐升高。     

二聚壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠的合成及其溶液性质

以工业品壬基酚和多聚甲醛为原料,草酸为催化剂,合成二（2-羟基-5-壬基苯基）甲烷,经环氧乙烷加合合成二聚壬基酚聚氧乙烯醚（GNP）,然后以氨基磺酸为磺化剂,以及氢氧化钠中和合成二聚壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠（GNPES）。以芘为荧光探针、二苯甲酮为猝灭剂,用稳态荧光探针法测定了合成的GNPES和壬基酚聚氧乙烯醚（NPES）的临界胶束浓度、不同表面活性剂浓度下的胶束聚集数。研究了亲水基团氧乙烯基团单元数变化对GNPES和NPES聚集性质的影响,考察了胶束聚集数的浓度效应。结果发现GNPES表面活性剂的临界胶束浓度比NPES表面活性剂的临界胶束浓度低一个数量级,显示了较好的表面活性,但在降低表面张力的能力方面GNPES表面活性剂相比,没有显著差别,基本上相同。随着亲水基团的增长,GNPES表面活性剂和NPES表面活性剂的临界胶束聚集数（Nm）明显增大,且GNPES表面活性剂临界胶束聚集数（N）的增大趋势要强于NPES表面活性剂。     

Effects of soft monomers on the water resistance and moisture permeability of hydrophilic polyurethane

Six groups of segmented polyurethanes with amorphous soft segment domains based on mixed hydrophobic polyester and hydrophilic polyether soft monomers were prepared from 4, 4′ diphenylmethane diisocyanate (MDI), polybutylene adipate glycol 2000 (PBA2000), polytetramethylene glycol 1000 (PTMG1000) and polyethylene glycol 1000 (PEG1000) with 1,4-butanediol (BDO) as the chain extender. Furthermore, the representative properties of the hydrophilic polyurethanes, moisture permeability and water resistance, were investigated. The results show that the chemical structure, molecular weight and concentration of soft monomers have remarkable effects on the main application properties of hydrophilic polyurethane. The important factors in diffusion are the content of hydrophilic ether bond and the mobility of hydrophilic chain in the soft phase, which is represented with a good approximation by the average mean molecular weight of soft segment. On the contrary, the functional properties of the hydrophilic polyurethane are almost not affected by its hard segment.     

含表面活性剂的水合反应液表面张力的测定

为了明确阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、中性表面活性剂聚氧乙烯一聚氧丙烯一聚氧乙烯（P123）对气体水合物反应液表面张力影响规律,利用德国KRUSS公司生产的界面张力仪KII测定了其表面张力,考察了浓度、温度对水合反应液表面张力的影响,分析了影响机理。实验结果表明：3种表面活性剂均能降低气体水合物反应液表面张力,CTAB、P123、SDBS的CMC分别为300、500、700mg／kg。测试数据表明,CTAB（300mg／kg）降低水合反应液表面张力效果最优,表面张力的降幅最高达79％。实验结果为表面活性剂优选提供了科学依据。     

Synthesis and properties of the polymeric surfactant based on maleamic acid and styrene

An alternative polymeric surfactant P(M3/St) was synthesized by solution polymerization of maleamic acid as hydrophilic monomer and styrene as hydrophobic monomer. Some factors that affect the yield and properties of the polymeric surfactant were investigated systemically. The surface tension of the polymeric surfactant reaches 37-38 mN/m. It is proved that the polymeric surfactant shows very good surface activity and emulsifying ability. The TG analysis shows that the temperature of the thermal degradation can reach 314.4 ℃. It will be used as a new type of polymeric surfactant.     

新型缔合聚合物与表面活性剂的相互作用

通过对新型疏水缔合聚合物和表面活性剂二元体系的流变性及其聚表体系与模拟油之间的界面张力的研究 ,发现新型疏水缔合聚合物NAPs与表面活性剂SDBS之间存在明显的相互作用 ,并在一定条件下出现协同效应 ,聚表体系的体相粘度在某一表面活性剂浓度下出现最大值。聚表相互作用使它与模拟油之间出现最低界面张力的表面活性剂浓度增加 ,且界面张力要高于单独表面活性剂溶液与模拟油之间的界面张力     

高分子表面活性剂的研究现状

概述了近年来高分子表面活性剂研究的主要进展及现状，包括天然改性及化学合成类高分子表面活性剂。天然改性高分子表面活性剂主要介绍了纤维素类。纤维素类的改性是将带长链烷基的疏水性物质接枝到纤维素链段上，使其具有两亲特性来提高表面活性。目前超声波法是制备纤维素类高分子表面活性剂的一种新途径。对于化学合成类，由于单体种类选择和组成变化范围广，且合成手段多，因此品种较多。化学合成类的主要合成方法有两亲单体均聚、亲油／亲水单体共聚及在水溶性较好的大分子物质上引入两亲单体。目前，高分子表面活性剂领域的研究仍进展缓慢，在合成同时具有超高分子量和高表面活性的问题上还值得深入研究。     

石英表面阳离子吸附膜结构的AFM研究

为了研究阳离子表面活性剂对固体表面的润湿性的影响,了解表面活性剂在石英表面的吸附机制,利用原子力显微镜(AFM)技术,考察了不同结构阳离子改性石英片与不同基团改性AFM探针间的拉脱力,从分子角度探索石英表面双层膜的结构特性.研究发现:直链烷基季铵盐CI6PC改性石英片与阴离子改性探针间的拉脱力随浓度增大在临界胶束浓度附...     

基于最小吉布斯自由能的疏水表面接触角模型

在光滑表面Young氏方程和粗糙表面Cassie-Baxter模型的基础上,建立了二维情况下基于最小吉布斯自由能的接触角预测模型,并且对预测模型进行了修正,考虑斜壁对气-液接触线的影响。利用接触角预测模型及其修正研究微结构材料和尺寸参数对接触角大小的影响,从而指导疏水性微结构设计。研究结果表明,疏水性基底相对于亲水性基底加工出的微结构有更大的接触角提升趋势。增大微结构间隙宽度,减小凸台宽度,减小微结构斜壁角度,有利于接触角的提升。