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。     

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。     

长碳链Gemini磷酸酯表面活性剂结构与性能的关系

双子型(Gemini)磷酸酯表面活性剂由于具有双疏水基双亲水基的独特分子结构,使其比传统的单疏水基单亲水基表面活性剂具有更优良的特性.将十八烷基Gemini磷酸酯表面活性剂与普通单子型磷酸酯表面活性剂的性能进行比较,并对一系列不同碳链长度的Gemini磷酸酯表面活性剂的性能进行了研究.对其结构与性能的关系进行初步探讨.结果表明:Gemini磷酸酯表面活性剂相对于单子型磷酸酯表面活性剂具有更低的临界胶束浓度、更高的表面活性、更低的起池性润湿性以及抗静电性等;另外,随着Gemini磷酸酯表面活性剂碳链长度的增加,乳化性提高,起泡性降低,赋予聚酯短纤维的平滑性更好.     

丙三醇为联接基的新型表面活性剂的合成及表征

采用丙三醇三缩水甘油醚、长链醇和1,3-丙烷磺内酯为原料合成一系列新型三聚阴离子表面活性剂,该分子结构中含有6个抗盐性能优良的醚键和3个抗温性优良的磺酸根基团。采用红外光谱、元素分析法、质谱及差示扫描量热法对合成的表面活性剂进行结构表征和耐温实验。测试了25℃下,疏水链碳数为12的该类表面活性剂临界胶束浓度低至6.67×10-5 mol/L,对应的表面张力为25.78mN/m。实验结果表明,该类表面活性剂的表面活性优于相应碳链的常规表面活性剂;并且疏水链长度的增大,有利于表面活性的提高。     

脂肪胺聚氧乙烯醚与LAS复配体系的表面活性

研究了脂肪胺聚氧乙烯醚（AE18）和十二烷基苯磺酸钠（LAS）在水溶液中相互作用。通过表面张力法测定了AE18和LAS不同比例下的临界胶束浓度（CMC）。两种表面活性剂以任何比例复配时,复配体系的CMC都明皿低于LAS的CMC;并且在摩尔比n（LAS）：n（AE18）=1：9时,混合体系的CMC比任何单一表面活性剂CMC都低。复配体系达到CMC时的表面张力（γCNC）介于两种表面活性剂之间。运用Clint提出的理想混合胶团公式对CMC值进行了计算,与CMC实验值比较．发现随AE18摩尔分数的增加,CMC的实验值与计算值相近。     

退火对PMTFPS-b-PS电纺膜表面性质的影响

通过氟硅单体1,3,5-三甲基-1,3,5-三（3,3,3-三氟丙基）环三硅氧烷（简称F3）的阴离子开环聚合（ROP）、苯乙烯（St）的原子转移自由基聚合（ATRP）,合成了含氟硅嵌段共聚物PMTFPS-b-PS,并将其以四氢呋喃（THF）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂进行静电纺丝。采用接触角测量仪（CAM）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）研究PMTFPSb-PS电纺膜退火前后的疏水性、微观形貌以及表面化学组成。结果表明：电纺纤维的水接触角可达152.6°,即达到超疏水的效果,经过120℃退火处理后电纺膜的表面光滑,接触角有所减小,但其水接触角仍远高于共聚物溶剂膜的接触角。     

退火对PMTFPS-b-PS电纺膜表面性质的影响

通过氟硅单体1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷(简称F3)的阴离子开环聚合(ROP)、苯乙烯(St)的原子转移自由基聚合(ATRP),合成了含氟硅嵌段共聚物PMTFPS-b-PS,并将其以四氢呋喃(THF)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂进行静电纺丝。采用接触角测量仪(CAM)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)研究PMTFPSb-PS电纺膜退火前后的疏水性、微观形貌以及表面化学组成。结果表明:电纺纤维的水接触角可达152.6°,即达到超疏水的效果,经过120℃退火处理后电纺膜的表面光滑,接触角有所减小,但其水接触角仍远高于共聚物溶剂膜的接触角。     

聚醚系非离子表面活性剂结构与性能关系的研究

系统地研究了聚醚系非离子表面活性剂中的疏水基结构、分子量和环氧乙烷与环氧丙烷的比例等对聚醚性能的影响．结果表明：聚醚的疏水基结构对其性能有较大的影响，酯醚具有较好的平滑性，酚醚的润湿性和抱合性较好，醇醚的乳化性和胺醚的水溶性较好；疏水基碳链增长或支碳链数增多，均可有效地降低聚醚水溶液的表面张力，改善其润湿性能，增强纤维的抱合性；聚醚醚链结构中的环氧乙烷和环氧丙烷（EO／PO）比例增加，纤维与金属之间的动摩擦系数增大，平滑性降低，而纤维与纤维之间的静、动摩擦系数的比值明显增大，抱合性增强；而聚醚相对分子质量的增大可明显提高其耐磨性，改善纤维抱合性，     

氟碳表面活性剂的复配性能及其在棉织物脱水中的应用

以阳离子氟碳表面活性剂全氟辛基季铵碘化物(I)为基础,研究复配对表面张力及棉织物在水中的表面能的影响,以及氟碳表面活性剂复配体系在棉织物脱水干燥中的应用。结果显示:I与十二烷基苯磺酸钠的复配可使表面张力降至15.91mN/m;I与聚乙氧基硅类表面活性剂(V)的复配溶液可有效降低棉织物在水中的表面能;I与V复配质量浓度比为1∶1时的溶液可使带液率降低至63.76%,脱水效率相对纯水提高21.86%。说明表面活性剂复配体系由于协同作用比单一体系更能有效降低棉织物在水中的表面能及表面张力,从而有效提高脱水效率。     

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。     

三硅氧烷季铵盐表面活性剂的制备及其表面活性

1,1,1,3,5,5,5一七甲基三硅氧烷（HMTS）和烯丙基缩水甘油醚（AGE）在铂催化下经硅氢加成反应制得环氧基三硅氧烷（ETS）,再将其和四甲基乙二胺（TMDEA）进行开环反应制得一种新型表面活性剂——三硅氧烷季铵盐表面活性剂（TQAs）．用IR对TQAs的结构进行了表征,并对TQAS的界面性能和发泡性能进行了研究．结果表明：TQAS溶液的临界胶束浓度（cmc）为0．7g·L^-1,临界胶柬浓度时的表面张力（γCMC）为26．4mN·m^-1．质量分数为0．1％的TQAS水溶液的发泡力为2．20,5min的稳泡性为0．167,TQAS产生泡沫后泡沫易消失．