居贝特十四醇聚氧乙烯醚羧酸钠盐的合成及表面性能

以正庚醇为起始原料,经过Guerbet、Williamson等一系列反应合成出了具有支链结构的居贝特十四醇聚氧乙烯醚羧酸钠盐[C14GA(EO)nCH2COONa,n=1-4]。用IR、NMR测定了所合成的表面活性剂的结构;用滴体积法测定了其表面张力。结果表明:该类表面活性剂有比较好的表面性能,并且随着分子中氧乙烯(EO)单元数的增多,该系列表面活性剂[C14GA(EO)nCH2COONa,n=1-4]的临界胶团浓度(CMC)以及临界胶团浓度时的表面张力(γCMC)降低,分别为:10．50 mmol/L,27．87 mN/m;0．85 mmol/L,26．00 mN/m;0．75 mmol／L,25．20 mN/ m:0．59 mmol/L,25．18 mN/m。讨论了该类表面活性剂的结构与表面活性的关系。     

居贝特表面活性剂的合成和表面性质研究

以短碳链辛醇为起始原料制备了具有Guerbet结构的十六烷基失水甘油醚(Ⅰ)和具有Guerbet结构的十六烷基聚氧乙烯醚(EO)3的失水甘油醚(Ⅱ)以及它们对应的阳离子和两性离子表面活性剂(Ⅲ~Ⅵ)。Ⅲ~Ⅵ表面活性剂的结构如下:N-(3-支链十六烷氧基-2-羟丙基)-N,N,N-三甲基氯化铵(Ⅲ),N-〔3-支链十六烷基聚氧乙烯醚(EO)3-2-羟丙基〕-N,N,N-三甲基氯化铵(Ⅳ),N-(3-支链十六烷氧基-2-羟丙基)-N,N-二甲基羧酸甜菜碱(Ⅴ),N-〔3-支链十六烷基聚氧乙烯醚(EO)3-2-羟丙基〕-N,N-二甲基羧酸甜菜碱(Ⅵ)。通过硅胶柱色谱分离和重结晶,对所得6种化合物进行了纯化。用IR、1HNMR和ESI-MS鉴定了Ⅰ~Ⅵ的结构。并对Ⅲ~Ⅵ的表面张力进行了测定。结果表明,由于这些表面活性剂具有独特的Guerbet亲油基结构,使其具有较低的CMC(10-5~10-6mol/L)和γCMC(25~27 mN/m),有良好的表面活性和应用潜力。     

羧酸盐型Gemini表面活性剂的合成及表征

以脂肪胺、三聚氯氰、二乙醇胺、丁二酸酐为原料,三步法合成了2种表面活性剂,用1 HNMR、ESI-MS、IR对产物进行了表征,并用吊片法考察了目标产物水溶液的表面活性。实验结果表明,目标产物具有较好的表面活性,25℃时DXC6A和DXC8A的最低表面张力(γCMC)分别为31.85mN/m和28.76mN/m,临界胶束浓度(CMC)分别为2.32×10-4 mol/L和1.41×10-5 mol/L,表面活性优于传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)。     

格尔贝特十四醇硫酸钠的合成与表面活性

以正庚醇为原料，通过格尔贝特（Guerbet)反应合成的Guerbet十四醇（2－戊基－壬醇，C14GA），经氯磺酸磺化，再用氢氧化钠中和，得到阴离子表面活性剂Guerbet十四醇硫酸盐（C14GAS）。用IR、NMR和元素分析测定了C14GA和阴离子表面活性剂C14GAS的结构，利用表面张力法测定了不同条件下的此种表面活性剂水溶液的cmc，并对其热力学性质进行了研究。     

一种新型阳-非两性双子表面活性剂的合成及评价

以脂肪醇聚氧乙烯醚和四甲基乙二胺为主要原料,经卤代、季铵化两步反应合成一种阳-非两性双子表面活性剂N,N'-乙撑双月桂醇聚氧乙烯醚二甲基氯化铵(DAEQ9-Cl)。卤代反应条件为:n(AEO-9)∶n(SOCl2)=1∶1.5,温度80℃,时间8 h,吡啶作为催化剂,产率为87%;季铵化反应条件为:n(中间体)∶n(四甲基乙二胺)=2∶1,温度80℃,时间3 d,产率为79%。产物结构通过红外光谱、1HNMR得到证实。DAEQ9-Cl的水溶液在25℃测定其CMC=3.2×10-2mmol/L,γCMC=33.44 mN/m。DAEQ9-Cl与AEO-9复配表现出良好的协调效应,在最佳n(DAEQ9-Cl)∶n(AEO-9)=4∶6下,体系的CMC=6.78×10-3mmol/L,γCMC=28.5 mN/m,具有较好的起泡性和稳泡性。     

对-烷基-苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱的合成与表面活性

以脂肪酸、苯、二缩三乙二醇为原料,经酰化反应、黄鸣龙还原反应、氯甲基化反应、威廉逊成醚反应、卤化反应、季铵化反应,合成出了3个对烷基苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱两性离子表面活性剂。用IR、1HNMR和ESI-MS对产物进行了结构鉴定。用Wilhelmy-plate法测定了30℃时它们在水溶液中的临界胶束浓度(CMC)和临界胶束浓度下的表面张力(γCMC)。实验表明,纯水溶液中表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)为10-4～10-6mol/L,临界胶束浓度下的表面张力(γCMC)为27～30 mN/m;随着苯环上长链烷基碳数(n=8、10、12)的增加,CMC分别为1.12×10-4、1.51×10-5、6.21×10-6 mol/L;γCMC分别为27.9、28.4、29.9 mN/m。结果表明,该类表面活性剂具有比较好的表面活性。     

多支化阳离子聚氨酯表面活性剂的制备与性能

摘 要：为研究具有多条烷基长链的多支化阳离子聚氨酯表面活性剂的结构控制方法及其构效关系，以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、N-甲基二乙醇胺、十六醇和溴代烷烃为原料，制备了一系列多支化长链烷基季铵型聚氨酯表面活性剂（SC2、SC3、SC4）。产物结构经红外光谱、凝胶色谱和核磁共振氢谱进行确证。对其临界表面张力、Krafft点、发泡性、乳化性及耐盐性进行了测试。由于单体、产物与溶剂的极性差异，导致具有三支长链烷基的阳离子聚氨酯表面活性剂（SC3）无法按配方设计获得，其产物为SC2与SC4的混合物。具有双十六烷基的阳离子聚氨酯表面活性剂（SC2）的临界表面张力（γCMC）为23.61mN/m，对应的临界胶束浓度（CMC）为0.30×10-3mol/L，Krafft点为23℃；具有四支十六烷基的阳离子聚氨酯表面活性剂（SC4）的γCMC为30.35mN/m，CMC为0.25×10-3mol/L，Krafft点为41℃；同时，产物具有较高的表面活性和良好的乳化、发泡、耐盐性能。结果表明，对于具有复杂结构的表面活性剂而言，基于异氰酸酯与羟基反应的制备方法简单可靠。 关键词：聚氨酯表面活性剂；多支化；阳离子；构效关系     

间苯二甲酸酯Gemini表面活性剂的合成及性能

N,N-二甲基乙醇胺与间苯二甲酰氯反应获得二(N,N-二甲基胺基乙基)间苯二甲酸酯,再分别与溴代正十二烷和溴代正十六烷制得两种含酯基Gemini阳离子表面活性剂(C12-O-C12、C16-O-C16)。采用IR、1 H NMR、元素分析表征了其结构。测定了其临界胶束浓度(CMC)分别为6.91×10-4 mol/L、7.07×10-5 mol/L;平衡表面张力(γCMC)分别为41.9 mN/m、40.8 mN/m;Krafft点分别为0℃、43℃。并研究了其乳化性、泡沫性质等。     

季铵盐双子表面活性剂的合成和表面活性

以吗啉和溴代烷为原料,合成了两种季铵盐双子表面活性剂(m-6-m,m=10,12),并用IR和1HNMR表征了其结构。测得28℃时,12-6-12和10-6-10的表面张力(γCMC)分别为26.45 mN/m和25.55 mN/m;临界胶束浓度(CMC)分别为1.0 mmol/L和3.1 mmol/L;pC20值分别为3.48和3.03;比表面过剩(Γmax)分别为2.72×10-6mol/m2和2.80×10-6mol/m2;分子最小截面积(Amin)分别为0.611 nm2和0.593 nm2。结果表明,该季铵盐双子表面活性剂与相同离子头基及烷基链的单季铵盐表面活性剂相比,CMC低一个数量级,γCMC相差不大。     

硬脂酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚葡萄糖苷的合成及性能

以硬脂酸、单乙醇胺、环氧乙烷、葡萄糖为原料制备了不同环氧乙烷(EO)聚合度的硬脂酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚葡萄糖苷类非离子表面活性剂。该糖苷类表面活性剂在烷基和葡萄糖分子之间引入非离子表面活性剂中常见的亲水基团。通过IR和1HNMR对产物结构进行表征,并测试了该类表面活性剂的最低表面张力(γCMC)为30～38 mN/m,临界胶束质量浓度(CMC)为0.01～0.1 g/L。研究了EO聚合度(n)对产品表面物理化学性能的影响,随着n的增加,CMC、乳化性能、吸湿保湿性能均增加。不同聚合度的产物均有很好的泡沫性能和硬水稳定性。     

辛基-[ω-烷氧基-聚(氧乙烯)]基-苯磺酸钠的合成及表面活性

以正辛酸、苯酚、多缩乙二醇和溴代烷烃为原料,经酰化、酯化、Fries重排、催化加氢、威廉逊醚化及磺化等反应,合成了8种辛基-[ω-烷氧基-聚(氧乙烯)]基-苯磺酸钠表面活性剂。经红外、核磁和电喷雾质谱对产物进行了结构鉴定。用W ilhelmy法测定了该系列表面活性剂的表面张力。结果表明,合成的辛基-[ω-烷氧基-聚(氧乙烯)]基-苯磺酸钠结构明确,具有良好的表面活性,水溶液中CMC达到10-5mol/L数量级,γCMC最低达25.79mN/m;固定烷基碳数,随着EO数的增加,CMC和γCMC先降低后升高,当EO数为4时,增加烷基碳数,CMC显著降低,γCMC减小。     

Guerbet十四醇的合成与表征

以正庚醇为原料 ,通过Guerbet反应合成Guerbet十四醇 (2 戊基壬醇 ,C14 GA)。用IR、NMR和元素分析测定了C14 GA的结构 ,并研究了反应温度和用料比对其产率的影响。实验结果如下 :(1)在较优化的反应条件下 (正庚醇的总加入量为 1mol,在实验过程中 ,先加入 1/ 3mol庚醇和 1/ 4mol的KOH ,在 16 0℃下反应 2h ,然后再加入剩下的 2 / 3mol庚醇和 4g 5 %Pd -C催化剂 ,在 15 5℃下反应 6h)合成产物 ,其产率可达到 5 4 2 0 % ;(2 )所合成的产物与试图要得到的Guerbet十四醇 (2 戊基壬醇 ,C14 GA)含有相同的基团 (2×—CH3、10×—CH2 —、1×CH、1×—CH2 —O—和 1×—OH) ,而且 ,所合成的产物中 ,w (C) =79 0 6 % ,w (H ) =13 6 2 % ,与从Guerbet十四醇分子式计算的理论值w(C) =78 5 0 % ,w (H) =14 0 1%基本一致。可见所合成的产物正是Guerbet十四醇 (C14 GA)     

双直链烷基二苯甲烷双磺酸盐的合成与性能

以二苯甲烷、系列长链脂肪酰氯(月桂酰氯、豆蔻酰氯、棕榈酰氯)和氯磺酸为主要原料,合成了3个阴离子双子表面活性剂———双直链烷基二苯甲烷双磺酸钠盐(DSDM)。通过硅胶层析法分离提纯了中间产品,并采用核磁共振氢谱对其结构进行表征,采用质谱对最终产品的结构进行了表征,证明所得产物即为目标产物。测定了DSDM的相关性能,结果表明,C12-DSDM在25℃时,CMC和γCMC分别为1.452 mmol/L和38.49 mN/m;C14-DSDM、C16-DSDM的油水界面张力均受温度和硬度的影响;C14-DSDM不受盐度的影响;C16-DSDM受盐度影响较大;C14-DSDM、C16-DSDM复配体系可达到9.44×10-3 mN/m的超低界面张力。     

长链脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸盐的合成与性能

以脂肪醇聚氧乙烯醚、丙烯酸甲酯、氢氧化钠为主要原料,经过加成、皂化反应,合成脂肪醇醚丙酸盐(AEP)。采用IR、质谱对产物结构进行了表征,证明所得产物即为目标产物。测定了AEP的相关性能,结果表明,C12AEP在25℃时,CMC和γCMC分别为0.236 mmol/L和26.63 mN/m;采用稳态荧光法以芘(Py)为荧光探针,测定C12AEP的胶束栅栏层的微极性,较一般表面活性剂小;AEP与甜菜碱(B)复配体系界面张力受硬度、盐度及复配比例的影响较大,C18AEP与甜菜碱(B)复配体系可达到3.98×10-3mN/m的超低界面张力,可适用于石油的三次开采。     

对-(月桂基)苄基均质聚氧乙烯醚丙烷磺酸钠的合成与表面活性

以苯为原料先后经酰化、黄鸣龙还原、氯甲基化及威廉逊成醚等反应制得4种具有不同氧乙烯数(其氧乙烯数为1~4)的对-(月桂基)苄基均质聚氧乙烯醚醇,再和1,3-丙烷磺内酯反应得到了对应的对-(月桂基)苄基均质聚氧乙烯醚丙烷磺酸钠。用ESI-MS和1HNMR确定了化合物的结构,用两相滴定法确定了产物中活性物的质量分数均大于99%。用W ilhelmy法测定了30℃时它们在水溶液中的临界胶束浓度(CMC)和临界胶束浓度下的表面张力(γCMC),其CMC(mmol/L)和γCMC(mN/m)分别为:0.176,34.9;0.149,34.8;0.102,33.1;0.142,34.8。结果表明:该类表面活性剂随着氧乙烯基团的增加(1~3),其CMC和γCMC都逐渐减小,但当氧乙烯数继续增大时,两个物理量都开始增大。     

由六氟丙烯二聚体合成阳离子表面活性剂及其性能

以六氟丙烯二聚体和,N,N-二甲基丙二胺为主要原料,合成了N,N-二甲基N′-(2-三氟甲基-1-五氟乙基)全氟烯丙基丙二胺(Ⅰ),然后通过季铵化反应制得溴化[N,N-二甲基-N-乙基-N′-(2-三氟甲基-1-五氟乙基)全氟烯丙基氨丙基]铵(Ⅱ)阳离子表面活性剂。利用碱性溴酚蓝方法对季铵盐阳离子进行了定性测定,并通过红外光谱和19FNMR、1HNMR对其分子结构进行了表征。性能测试结果表明,该阳离子表面活性剂的表面张力为24．5 mN／m(20℃),其临界胶束浓度为2．04×10-3mol/L,克拉夫特点低于0℃,具有良好的水溶稳定性。     

2-羟基-3-辛基-5-长链烷基苯磺酸钠的合成及表面活性

以脂肪酸、苯酚为原料,经酰化反应、酯化反应、Fries重排、氢化还原反应、磺化以及中和反应等步骤,合成出了2-羟基-3-辛基-5-长链烷基苯磺酸钠表面活性剂。两相滴定法测定了产物的质量分数均大于99%;用核磁共振氢谱、傅立叶红外光谱和质谱对产物进行了结构鉴定。用悬挂滴法测定了30℃时该系列表面活性剂的表面张力。实验发现,纯水溶液中表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)达到10-6mol/L数量级,临界胶束浓度下的表面张力(γCMC)均小于28 mN/m;随着苯环上长链烷基碳数(n=8,10,12)的增加,CMC降低,分别为1.06×10-5,3.35×10-6,2.65×10-6mol/L;而γCMC变化不明显,分别为26.77,26.89,27.22 mN/m。结果表明,此类表面活性剂具有比较好的表面活性。