煤基烷基二苯醚双磺酸盐的制备及性能研究

以费托合成产物、二苯醚和SO₃为原料,经过烷基化、磺化、中和制备了煤基烷基二苯醚双磺酸盐C_10-13MADS。测定了C_10-13MADS的耐盐性、耐碱性、表面张力、动态表面张力、润湿性、泡沫和乳化性能,并与十二烷基苯磺酸钠(LAS)进行了比较。结果表明,C_10-13MADS耐盐性优于LAS;C_10-13MADS耐碱性优于LAS;C_10-13MADS的临界胶束浓度(cmc)高于LAS,cmc时的表面张力与LAS无显著差异;C_10-13MADS动态表面张力高于LAS;C_10-13MADS润湿时间长于LAS;C_10-13MADS泡沫体积低于LAS;C_10-13MADS乳化能力低于LAS。     

不同结构烷基磺酸钠溶液的表面性质与泡沫性能研究

磺酸盐类阴离子表面活性剂作为农药助剂,在农药剂型中应用广泛,其泡沫性能对农药制剂性能影响较大。考察了分子结构变化对烷基磺酸钠(SAS)溶液表面张力(γcmc)、亲水亲油平衡(HLB)值等表面性能的影响。同时详细研究了不同碳链长度的烷基磺酸钠的泡沫性能。结果发现,SAS的临界胶束浓度(cmc)、溶液表面张力(γcmc)、标准自由能(ΔGm)、分子面积(Acmc)和HLB随着碳链的增长而降低,起泡性降低而稳泡性增强。     

煤制烯烃基长链烷基二甲苯合成研究

采用无水三氯化铝与多卤代烷组成的络合物催化体系，研究了以煤制烯烃某一馏分段和混合二甲苯为原料合成煤制烯烃基长链烷基二甲苯。采用条件实验法得出的较佳工艺参数是：起始反应温度为室温，混合二甲苯/煤制烯烃的质量比为2∶3，相当于物质的量之比2.2～2.5∶1，催化剂用量为反应液总量的1/110(质量分数)，反应时间为60 min，得到的长链烷基二甲苯的含量在80%以上；计算得到其平均分子量约为302.5，相当于十四烷基二甲苯的平均分子量，具有一定的分子量分布，是更好的生产烷基芳基磺酸盐的原料，并在30 L反应器中进行了放大实验。     

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。     

煤制烯烃基长链烷基二甲苯合成研究

采用无水三氯化铝与多卤代烷组成的络合物催化体系,研究了以煤制烯烃某一馏分段和混合二甲苯为原料合成煤制烯烃基长链烷基二甲苯。采用条件实验法得出的较佳工艺参数是:起始反应温度为室温,混合二甲苯/煤制烯烃的质量比为2∶3,相当于物质的量之比2.2～2.5∶1,催化剂用量为反应液总量的1/110(质量分数),反应时间为60 min,得到的长链烷基二甲苯的含量在80%以上;计算得到其平均分子量约为302.5,相当于十四烷基二甲苯的平均分子量,具有一定的分子量分布,是更好的生产烷基芳基磺酸盐的原料,并在30 L反应器中进行了放大实验。     

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。     

三烷基苯磺酸盐的合成与表面性能研究

为了研究三直链烷基苯磺酸钠的分子结构与表面活性之间的关系,以3,4-二甲基-4-氯苯为原料,经格林试剂交叉耦合反应、氢碘酸改进法还原反应、磺化反应以及中和反应等步骤,合成了2种不同烷基长碳链的三直链烷基苯磺酸钠(分别记为a和b),产物的总收率达45%～53%。用两相滴定法测定产物的纯度均大于99%,并用红外光谱进行了结构鉴定。25℃时用滴体积法测定表面活性剂a和b水溶液的表面张力和临界胶束浓度(cmc),分别为31.15 mN/m,25.48 mN/m和3.28×10-4mol/L,8.13×10-4mol/L。结果表明,随着长碳链碳原子数的增加,表面活性剂的cmc逐渐减小,临界胶束浓度下的表面张力(γcmc)逐渐增大。     

油酸甲酯乙氧基化物磺酸盐的合成与性能研究

以油酸甲酯乙氧基化物(OMEE)为原料,通过与亚硫酸氢钠一步法加成磺化得到油酸甲酯乙氧基化物磺酸盐(OMEES),并通过皂化值、碘值、阴离子含量的测定以及红外光谱确定合成的产物结构。对OMEES和OMEE进行平衡表面张力、动态表面张力、动态接触角以及主要应用性能的测试。结果表明:对于OMEES,γ_(cmc)=36.3 mN/m,吸附速率较慢,吸附量较少,并且随着表面活性剂浓度的增大铺展润湿性能逐渐增强。磺酸基的引入增加了原料的亲水性,使其起泡能力有所增强。     

不同腰果酚磺酸盐的合成及界面活性

以天然生物腰果酚为原料,经过磺化和中和两步反应合成了两种腰果酚磺酸盐表面活性剂.FT-IR光谱证实两种腰果酚磺酸盐的化学结构.采用滴体积表面张力仪和全自动旋滴界面张力仪测定了两种腰果酚磺酸盐水溶液的表面张力和油水界面张力,结果表明,两种生物质腰果酚磺酸盐具有良好的表面活性和界面活性,25℃时侧链不饱和的腰果酚磺酸盐和侧链饱和的腰果酚磺酸盐的临界胶束浓度分别为38.1mg/L和28.2mg/L,此浓度下的表面张力分别38.54mN/m和37.35mN/m;饱和腰果酚磺酸盐质量分数高于0.8%时,可将油水界面张力降低至10^-3mN/m,但不饱和腰果酚磺酸盐仅能将油水界面张力降低至10^-1mN/m.侧链饱和的腰果酚磺酸盐的表面活性和界面活性均优于侧链不饱和的腰果酚磺酸盐.     

糠醛抽出油族组分磺酸盐的结构与性能研究

通过柱层析法将糠醛抽出油分离为极性不同的4个族组分a,b,c和d.以各个族组分为原料,发烟硫酸为磺化剂,制备各个族组分磺酸盐.用电喷雾质谱法(ESMS)表征各个族组分磺酸盐的分子质量分布,用IR,1HNMR和元素分析法表征磺酸盐的分子结构,并测定了它们的表面活性、亲水亲油平衡(HLB)值、润湿力、乳化力.结果表明,族组分b,c和d磺酸盐具有较宽的相对分子质量分布,其平均相对分子质量分别为321,339和407;族组分b和c磺酸盐分子含有1～2个芳香环,烷基侧链含有6～7个C原子,每条烷基侧链平均有2～3条支链,族组分d磺酸盐平均含有2个芳香环,烷基侧链含有12～14个C原子,每条烷基侧链平均有6～7条支链;族组分b,c和d磺酸盐均具有较好的乳化性能,族组分d磺酸盐的cmc和γcmc均较低,润湿性能较差.     

N-长链烷基脒基碳酸氢盐表面活性的研究

以N-长链烷基脒为原料,在CO2氛围下制备得到N-长链烷基脒基碳酸氢盐。系统研究其表面活性发现：N-长链烷基脒基碳酸氢盐具有很好的表面活性,γcmc在20.5～32.3 mN/m之间;随着疏水链长的增加,N-长链烷基甲脒碳酸氢盐和N-长链烷基乙脒碳酸氢盐溶液的cmc和γcmc均逐渐降低,但N-长链烷基甲脒碳酸氢盐的cmc和γcmc均比N-长链烷基乙脒碳酸氢盐高;30～70℃时,N-长链烷基脒基碳酸氢盐溶液的表面张力均随温度的升高先降低后增大,热重分析表明这是由于在高温下脒盐会发生分解,溶液中的脒盐会部分转化成为中性脒,使得溶液中的脒盐浓度降低,表面张力变大。     

三氧化硫磺化甲苯反应的工艺条件研究

采用稀释SO3磺化甲苯工艺，研究了磺化温度．SO3配气比，原料中水含量和二甲苯砜抑制剂等工艺因素对反应转化率，产物中甲苯磺酸异构体含量及副产物二甲苯砜含量的影响。在10℃．SO3浓度为6％（volume）的操作条件下，二甲苯砜为抑制剂，甲苯转化率达到35％（mass）．反应产物中没有新增二甲苯砜，对甲苯磺酸含量达到88．24％．间甲苯磺酸含量降低到0．97％。     

甲基偶联双（烷基酚磺酸钠）型Gemini表面活性剂的合成及性能

本文采用甲醛为偶联剂对长链烷基酚进行缩合,合成了可以制备Gemini表面活性剂的疏水骨架——甲基偶联双（烷基酚）（MBA）。将MBA磺化及中和制得了Gemini表面活性剂甲基偶联双（烷基酚磺酸钠）（MBSA）。采用IR、ESI-MS验证了MBSA的结构,并测定了两种Gemini表面活性剂的表面张力、临界胶束浓度、增溶能力、润湿力、泡沫性能、乳化力、钙皂分散力及耐电解质能力。结果表明,甲基偶联双（壬基酚磺酸钠）（MBSN）的cmc为5.9×10-4mol/L,γcmc为30.0mN/m;甲基偶联双（十二烷基酚磺酸钠）（MBSD）的cmc为4.6×10-4mol/L,γcmc为32.0mN/m。其cmc均比普通表面活性剂低一个数量级;疏水基长的MBSD比疏水基短的MBSN表面活性更强,但耐电解质能力反而降低。     

磺酸盐型氟硅表面活性剂的制备及其性能

以八甲基环四硅氧烷（D4）、1,3,5-三甲基-1,3,5-三（3,3,3-三氟丙基）环三硅氧烷（D3F）、四甲基二硅氧烷（D2H）、烯丙基环氧基聚醚、KHSO3为原料,经过开环聚合、硅氢加成和磺化反应制得一种磺酸盐型氟硅表面活性剂（FPESS)。用红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征,对FPESS磺化反应条件进行了优化,并对FPESS的表面张力、发泡力、乳化力、耐酸耐碱耐盐、耐硬水稳定性等进行了研究。结果显示FPESS磺化反应的最佳条件为：环氧基与KHSO3的摩尔比为1:1.2,反应温度60℃,反应时间6h。性能研究结果表明：FPESS水溶液的临界胶束浓度为2.0g/L,表面张力（γcmc）为21.01mN/m,质量分数为0.1%的FPESS的发泡力为1.47,5min时的稳泡性为0.71,质量分数为0.5%的FPESS对煤油、石油醚、异戊醇的乳化力良好,FPESS溶液耐酸碱盐等化学性质稳定,在硬水中的稳定性为4级。     

长链烷基蒽油磺酸盐的合成及界面性能

考察了以焦化煤焦油蒽油为原料,二步法制备长链烷基蒽油磺酸盐表面活性剂的可行性,摸索出适合重、黏、稠芳烃原料烷基化磺化的工艺方案。其中适宜的工艺参数为:m(蒽油)∶m(α-十六烯)为5.5∶1,催化剂无水AlCl3用量为烯烃质量的7%,反应温度65℃,反应时间10h,中间产物烷基蒽油的选择性可达89.3%以上。经气体三氧化硫磺化后,所得烷基蒽油磺酸盐样品具有较好界面活性,其单独或与强碱三元体系复配界面性能优良,在大庆第一、二采油厂油水条件下,可在较宽的浓度范围内使油水界面张力稳定在超低范围内。     

烷基木糖苷物化性能研究

分别对不同长度碳链和平均聚合度(DP)的烷基木糖苷(AX)进行性能评价,结果表明,AX可将水的表面张力降低到26 mN/m以下,随碳链长度增加,AX临界胶束浓度(cmc)减小,饱和吸附量(Гmax)降低,且Гmax高于相同碳链的烷基葡糖苷(APG),AX的发泡力、泡沫稳定性、抗硬水能力及润湿性能均优于相同碳链的APG。随DP的增大,AX平衡表面张力(γcmc)及cmc均增大,Гmax呈降低趋势,DP对发泡力的影响有限,DP的降低使得AX的抗硬水能力、润湿力和乳化能力有所提高。     

α-磺基月桂酸聚氧乙烯醚十八烷基氨基丙酸单酯磺酸盐的合成及性能

以月桂酸、十八胺和聚乙二醇500为原料通过磺化、酯化和酯交换反应合成了非对称两性双子表面活性剂α-磺基月桂酸聚氧乙烯醚十八烷基氨基丙酸单酯磺酸盐(NSG)。通过红外光谱分析确定了产物结构,并对其物化性能进行了测定。结果表明:NSG的γcmc=48.81 mN/m,cmc=0.000 1 mmol/L;即时泡沫高度为30 mm,5 min后为20 mm;润湿时间为19.6 s;乳化时间为24.82 s(甲苯/水)和20.63 s(豆油/水)。     

烷基苯磺酸盐Gemini的合成与性能

以十二烷基苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三乙醇胺、NaOH等为原料,经傅-克烷基化反应、磺化及中和反应,合成出4种不同结构的烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂异构体,用FTIR和 1H NMR鉴定了中间产品的结构,用滴体积法测定表面活性剂水溶液25℃时的表面张力,确定了临界胶束浓度（CMC）,并对其在乳液聚合中的应用做了研究。结果表明增加侧链烷基或桥链基碳原子的个数,表面活性剂的CMC和γCMC减小,三乙醇胺中和形成的烷基苯磺酸盐表面张力值最小;随着乳化剂浓度增加,乳胶粒子平均粒径减小,平衡时间缩短,转化率提高。     

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。     

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。