Guerbet十四醇聚氧乙烯醚硫酸钠的合成与表面活性

以Guerbet十四醇 (C14 GA)为中间体 ,经Williamson反应合成Guerbet十四醇聚氧乙烯醚醇〔C14 GA(EO) nH ,n =1,2 ,4〕 ,再经氯磺酸酯化及NaOH中和 ,得到阴离子表面活性剂Guerbet十四醇聚氧乙烯醚硫酸钠〔C14 GA(EO) nS ,n =1,2 ,4〕。用IR、NMR和元素分析测定了所合成的表面活性剂的结构 ,并利用表面张力法测定了这些表面活性剂水溶液的表面活性。实验结果表明 :所合成的表面活性剂的结构分别为C14 GAEOS (A) ,C14 GA(EO) 2 S(B)和C14 GA(EO) 4 S(C) ;这些表面活性剂其临界胶束浓度CMC(mmol/L) ,在CMC时的表面张力γCMC(mN/m)和Krafft点 (℃ )分别为A :2 5 8mmol/L ,2 7 6mN/m ,5 9℃ ;B :0 80mmol/L ,2 6 4mN/m ,2℃和C :0 12mmol/L ,2 5 3mN/m ,0℃。均比常用的直链阴离子表面活性剂C12 H2 5SO4Na(8.6mmol/L ,4 1 2mN/m ,16℃ )有更低的CMC ,γCMC和Krafft点 ;聚氧乙烯基的引入 ,对降低CMC ,γCMC和Krafft点的效果随氧乙烯基团数目的增多 (由 1增至 4 )而加大。讨论了表面活性剂的结构和表面活性的关系     

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。     

利用Gemini联接链上生色基团测定临界胶团浓度

利用Gemini表面活性剂分子聚集使联接链上生色基团吸光截面积增大的原理,发展了自吸收光谱测定水溶液中临界胶团浓度(CMC)的方法。实验测得C11pPHCNa水溶液(pH=12)的CMC值0．0891 mmol／L,与表面张力法测定的结果(CMC=0．0925 mmol／L)吻合。当这些分子聚集形成较完整胶团后造成联接链上生色基团的荧光猝灭,由此可测定形成较完整胶团的临界点(≈0．451 mmol／L)。     

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。     

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。     

烷基酚聚氧乙烯醚羧甲基钠盐的合成及其表面活性

以烷基酚聚氧乙烯醚为原料 ,采用氯乙酸法合成一种非离子—阴离子型表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚羧甲基钠盐NPC(Na)—n(n =2 ,7,10 ,15 ) ,并通过正交实验得到了该合成方法的最佳工艺条件。利用表面张力法研究了烷基酚聚氧乙烯醚羧甲基钠盐的有关表面化学特性 ,EO数增大时 ,临界胶团浓度CMC、表面饱和吸附量Гmax及反离子结合度K0 均减小 ,而γCMC增大 ;加入NaCl可使NPC(Na) -n的CMC、γCMC显著减小 ,该表面活性剂具有较好的抗盐性能     

以壬基酚为基非离子双子表面活性剂的合成及其表面性能

以壬基酚和甲醛的二聚体为原料,合成了一种新型结构的非离子双子表面活性剂,总收率为20%。利用IR、1HNMR表征产物结构,证明了所得产物为目标产物。并利用Wilhelmy-Plate法测定了水溶液中这种非离子双子表面活性剂的CMC和表面张力:CMC=0.0034 mmol/L,与相应结构的单子表面活性剂相比(CMC=0.1995 mmol/L),CMC提高了2个数量级;表面张力为35.18 mN/m。     

油酸酰胺基二苯醚双磺酸钠的合成及表面活性测定

以对硝基二苯醚、油酸酰氯、氯磺酸为主要原料,通过硝基还原反应、胺基酰化反应、磺化反应,合成了双子表面活性剂油酸酰胺基二苯醚双磺酸钠;并用IR,1HNMR,MS对产品及中间体结构进行了表征。测定了其水溶液表面活性和临界胶束浓度(CMC),结果表明,其CMC(2 14mmol/L)低于传统的单疏水基单亲水基型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS),并具有较高的活性,其水溶液表面张力可降至34 0mN/m。     

一种阴离子表面活性剂的合成与性能研究

合成了一种阴离子型双醚双苯磺酸盐Gemini表面活性剂,测定该系列Gemini表面活性剂水溶液的表面张力(γcmc)分别为:32.00mN/m、28.41 mN/m、29.76 mN/m、33.20 mN/m,临界胶束浓度(cmc)分别为:0.79mmol/L、0.87 mmol/L、1.02 mmol/L、0.84 mmol/L;该Gemini表面活性剂(DPDAS-12)可在无碱,浓度为0.35%条件下,将油/水界面张力降至1.2×10-3mN/m的超低水平;可有效改变岩石表面润湿性,可将亲油表面(θ=114°)改变为弱亲油(θ=69.3°),可将亲水表面(θ=26.0°)改变为弱亲水表面(θ=34.0°)。     

长链烷基苯磺酸钠Gemini表面活性剂的合成和表面活性

以脂肪酸、苯酚、乙二醇为原料,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3种长链烷基苯磺酸钠Gem in i表面活性剂。用IR、1HNMR和ESI-MS对产物进行了结构鉴定。以W ilhelmy-p late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)。纯水溶液中其临界胶束浓度(CMC)为10-4~10-5mol/L,γCMC为35~37 mN/m;随着苯环上长链烷基碳数(n=8、10、12)的增加,CMC分别为5.94×10-4、1.53×10-5、0.46×10-5mol/L;γCMC分别为36.9、34.4、34.4 mN/m。结果表明,此类表面活性剂具有比较好的表面活性。     

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。     

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。     

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。     

OMR的合成及与其他表面活性剂混合溶液的表面性质

用酯交换甲酯化法合成出蓖麻油酸甲酯,将分离出的蓖麻醇酸甲酯与环氧乙烷反应,得到蓖麻醇酸甲酯乙氧基化物(OMR,EO平均数为10)。OMR及其与其他表面活性剂混合溶液的表面张力曲线表明,OMR分子在气液界面上的吸附和排布比较特殊,导致它的γCMC较大,为36.78 mN/m;但较大的分子结构也使它有比较低的CMC,为4.58×10-5mol/L。OMR与AEO9的混合溶液近似于理想溶液,其表面张力和CMC介于二者之间;OMR的加入能够使SDS的CMC降低近2个数量级,但混合溶液的协同作用不强;OMR与CTAB有很强的协同作用,混合溶液的表面张力曲线出现最低点,其γCMC值最小可达28.24 mN/m,远小于OMR的36.78 mN/m和CTAB的36.62 mN/m,混合溶液的CMC最低为2.80×10-5mol/L,亦低于OMR的CMC。     

表面活性剂的复配及对甲维盐微乳剂物理稳定性的影响

通过测定不同类型的单一及复配型表面活性剂水溶液的临界胶束浓度和表面张力,研究了它对w(甲维盐)=1％的微乳剂物理稳定性的影响。膦酸酯类阴离子表面活性剂A的临界胶束浓度为1．79×10-4 mol／L,表面张力为28．90 mN/m;苄基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段型非离子表面活性剂B(EPE型)的临界胶束浓度为 1.91×10-4 mol/L,表面张力为20．70 mN/m;按m(A):m(B)=2:3形成的复配型表面活性剂2#的水溶液的临界胶束浓度为9．30×10-5 moL/L,表面张力为25．66 mN/m。当w(2#)=10％时,配制w(甲维盐)=1％的微乳剂物理稳定性最佳,各项指标均合格。     

系列反应型阳离子Gemini表面活性剂的合成及性能

通过三步反应,以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DM)、环氧氯丙烷(ECH)和3种长链烷基叔胺(十二烷基叔胺、十四烷基叔胺、十六烷基叔胺)为主要原料,合成了3种反应型阳离子Gemini 表面活性剂,即C₁₂-3(OH)-DM、C₁₄-3(OH)-DM和C₁₆-3(OH)-DM。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振仪(¹H NMR)和元素分析仪表征了目标产物结构,通过 DCTA21 表面界面张力仪测定其在水溶液中的表面张力、临界胶束浓度(cmc)以及其热力学常数,并测定了其水溶液的乳化性能和泡沫性能。结果表明:与传统单子季铵盐型表面活性剂相比,Gemini 表面活性剂C_m-3(OH)-DM(m=12,14,16)具有更高的表面活性,其临界胶束浓度(cmc)分别为 0.0265mmol/L、0.0169mmol/L、0.0083mmol/L,对应的表面张力γ_cmc分别为 32.1mN/m、30.1mN/m、27.7mN/m。     

不同链长可聚合硼酸酯表面活性剂的合成及性能

以硼酸、N-羟甲基丙烯酰胺、烷基二乙醇胺等为主要原料,合成了链长为八烷基(octyl borate ester,简称为OBE)、十二烷基(lauryl borate ester,简称为LBE)和十六烷基(hexadecyl borate ester,简称为HBE)的可聚合硼酸酯表面活性剂,研究了反应溶剂、阻聚剂、反应温度等因素对收率的影响,由IR和1HNMR对产物进行了结构表征。得到的优选条件为溶剂苯50 mL、阻聚剂吩噻嗪质量分数0.8%、反应温度60℃,LBE收率可达93.3%,OBE和HBE收率分别可达95.7%和89.6%;并考察了3种硼酸酯的表面张力和乳化性能,25℃时,OBE的CMC为5.2 mmol/L,γCMC为31.8 mN/m;LBE的CMC为0.069 mmol/L,γCMC为29.5 mN/m;HBE的CMC为0.087mmol/L,γCMC为28.6 mN/m。