Gemini型表面活性剂结构性能与应用

Gemini型表面活性剂的结构和性质与传统的表面活性剂有很大的不同,例如Gemini型表面活性剂可以视为两个普通表面活性剂在亲水基或者靠近亲水基处由连接基团通过化学键连接而成;Gemini表面活性剂的C20值和cmc值都比传统表面活性剂的值要低很多。着重介绍了Gemini型表面活性剂的特性,结构与表面活性的关系以及应用。     

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。     

Gemini双季铵盐表面活性剂与SDBS和SDS的复配行为

采用荧光分光光度法和Zeta电位法考察了系列Gemini双季铵盐表面活性剂与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二烷基磺酸钠(SDS)的复配效果。结果表明,Gemini双季铵盐表面活性剂疏水链和连接基越长,cmc越小,且疏水链长度对表面活性剂性能的影响较大;Gemini双季铵盐表面活性剂的加入可显著提高阴离子表面活性剂SDBS和SDS的表面活性,当Gemini双季铵盐表面活性剂与SDBS或SDS的摩尔比为3:7时,复配体系的cmc最小,且与SDS复配体系的性能优于与SDBS的复配体系。     

非对称双子季铵盐阳离子表面活性剂的合成及性能

以十二烷基二甲基叔胺、盐酸、环氧氯丙烷为原料,合成了中间体N-(3-氯-2-羟丙基)-N,N-二甲基十二烷基氯化铵,后与3种不同烷基链长的长链烷基叔胺反应,得到3种非对称Gemini季铵盐阳离子表面活性剂(Ⅰ～Ⅲ)。通过IR光谱,1HNMR确证了中间体及目的产物的结构。测定了产物的临界胶束浓度cmc及γcmc。cmc分别为1 07×10-3mol·dm-3、1 99×10-3mol·dm-3和9 55×10-3mol·dm-3,γcmc分别为40 9mN·m-1、48 0mN·m-1和50 9mN·m-1。结果表明:所合成的非对称Gemini季铵盐阳离子表面活性剂具有较高的表面活性。     

期刊文献

饱和腰果酚阴-非离子型Gemini表面活性剂的合成与表面活性王俊,张涛,李翠勤,王艳玲,施伟光,张志秋摘要:以饱和腰果酚为原料,通过缩合、开环、羧甲基化反应合成两种具有新型化学结构的饱和腰果酚Gemini聚氧乙烯醚羧酸钠(GSCPEC-8和GSCPEC-10),并研究其表面活性。FTIR光谱和1HNMR证实饱和腰果酚Gemini聚氧乙烯醚羧酸钠结构。采用滴体积法测定了GSCPEC-8和GSCPEC-10水溶液的表面活性,结果表明:GSCPEC-8和GSCPEC-10水溶液的     

嵌段共聚物聚乙二醇/丁二酸/二胺的合成与性能

以聚乙二醇、丁二酸酐、N-羟基丁二酰亚胺、己二胺和对苯二胺为原料,合成了6种非离子型高分子表面活性剂.采用兀FTIR对目标产物进行了结构表征,利用乌氏黏度计确定了它们的特性黏度,考察了25℃时该6种表面活性剂的表面活性及它们的浊点、乳化力、发泡力和泡沫稳定性等.结果表明,该类高分子表面活性剂具有较好的表面活性,临界胶束浓度(cmc)介于0.37 g/L～5.43 g/L,cmc下的表面张力(γcmc)为37.68 mN/m～47.71 mN/m;该类产品的特性黏度介于6.2 mL/g～48.4 mL/g;浊点为67.4℃～89.6℃;乳化力为52 s～207 s;具有较好的泡沫稳定性.     

12-3-12型Gemini阳离子表面活性剂的合成及性能研究

以十二叔胺与环氧氯丙烷为主要原料,在实验室合成12-3-12型Gemini阳离子表面活性剂,终产物用傅立叶红外变换仪和元素分析仪进行定性分析,并对表面活性剂的性能进行了详细讨论.实验合成的12-3-12型Gemini阳离子表面活性剂cmc为7.28×10-4 mol/L,表面张力γ cmc=39.53 mN/m;乳化力、增溶作用、发泡性及稳泡性均较十八烷基三甲基氯化铵(S 1831)、十六烷基三甲基氯化铵(S 1631)好,但发泡性及稳泡性不及十二烷基硫酸钠(SDS).     

非对称Gemini离子液体表面活性剂的制备及表面活性

以咪唑、溴代烷、1,3-二溴丙烷和长链烷基N,N-二甲基叔胺分别经取代反应和季铵化反应制备出非对称Gemini离子液体表面活性剂[C_nIMC_3N_(11n)][Br]_2(n=10,12,14,16),并通过~1H NMR、~(13)C NMR和元素分析确定其化学结构。测定了其Krafft点,发现随着疏水链链长的增加,Krafft点逐渐升高。采用吊片法测定了产物的表面活性,结果表明,所制备的Gemini离子液体表面活性剂具有优良的表面活性,其γ_(cmc)在35 mN/m左右,cmc在10~(-4)～10~(-3) mol/L范围内,比普通阳离子表面活性剂的cmc低1～2个数量级。通过电导率法测定了[C_nIMC_3N_(11n)][Br]_2的cmc和反离子结合度(β),由电导率法测得的cmc值稍高于吊片法测得的数据,表明形成了无表面活性的预胶束聚集体;同时随着温度的增加,cmc值增加、β值降低,这是因为温度的升高降低了其形成胶束的能力和已形成胶束的稳定性。     

双子Gemini表面活性剂在低渗油藏中耐温耐盐性研究进展

双子(Gemini)表面活性剂具有高表面活性、低浓度下可形成胶束,并可达到超低IFT(界面张力),并且它还具有很好的耐温性和耐盐性,将此类Gemini表面活性剂应用于油田降压增注具有重要的研究价值。将应用于低渗油藏方面的阴-非离子型、阳离子、非离子和阴离子型双子(Gemini)表面活性剂进行了综述,并对其耐温性、耐盐性、降低界面张力及降压增注能力进行了评述,以期为更多从事相关领域研究的人员提供参考。     

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°)。     

Surface Properties and Solubility Enhancement of Anionic/Nonionic Surfactant Mixtures Based on Sulfonate Gemini Surfactants

As a class of novel surfactants, Gemini surfactants usually exhibit fairly excellent interfacial properties in aqueous solutions on account of the unique structure. They have significant application and development potential for industrial production. However, the mixing properties of Gemini surfactants with conventional surfactants are the key to their application. The equilibrium surface tension curves of anionic/nonionic surfactant mixtures based on the sulfonate Gemini surfactant (SGS-12) were measured using the Wilhelmy Plate method. The parameters of surface adsorption, the interaction parameters between anionic and nonionic surfactants, and the thermodynamic parameters of micelle formation were calculated from the corresponding equations. In addition, the dynamic surface tension (DST) curves of anionic/nonionic surfactant mixtures were examined through bubble profile analysis, and the diffusion performance parameters were acquired from empirical formulas. The solubilization of pyrene in micelle solutions was studied using UV–vis absorption spectroscopy. The results show that the interaction parameters of all anionic/nonionic surfactants are negative, indicating that there is a synergistic effect on reducing the surface tension. For the SGS-12/OP-10, SGS-12/Tween 80, SGS-12/AEO9, and SGS-12/APG0810 mixtures, the optimum mixing ratios are 6:4, 7:3, 7:3, and 8:2, respectively. The thermodynamic data of micelles show that the formation of mixed micelles for SGS-12/APG0810 mixtures is an enthalpy-driven process. The tendency of DST curves of the SGS-12/APG0810 mixture is similar to that of SGS-12. In comparison with single-surfactant solutions, the anionic/nonionic surfactant mixtures show stronger solubilization capacity toward pyrene.     

双子(Gemini)表面活性剂合成及研究进展

综述了阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型四类双子表面活性剂的合成及研究进展,指出未来双子表面活性剂研究的主要方向为获得更高的表面活性、降低合成和使用成本、不同类型的表面活性剂协同强化、提高安全环保性和拓宽应用领域等。     

新型表面活性剂疏水缔合聚合物提高原油采收率的性能研究

介绍了渤海海上油田二元复合驱驱油的设计与开发方案,以新型表面活性剂(非离子型表面活性剂:DMES-14、TX-100)和疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)为主。二元复合驱驱油体系主要需要双子表面活性剂双十四酸乙二酯双磺酸盐型表面活性剂(DMES-14),疏水缔合聚丙烯酰胺以及取自海上油田平台的回注水。该体系同时对粘度和表面张力进行了研究。结果表明,该体系在不要求浓度的情况下可以达到超低界面张力2.48×10~(-3) m N/m,在油藏中粘度可达到55 m Pa;随后的岩心驱替试验表明,在水驱含水75%的状况下进行二元复合驱驱油效果可提高至38.6%以上。总之,该实验研究提供了非离子表面活性剂与疏水缔合水溶性聚合物驱油体系的实用信息以及可以在渤海海上油田进行大规模应用HAPAM。     

咪唑啉基季铵盐型双子表面活性剂的合成与性能

以环氧氯丙烷为连接剂,油酸、二乙烯三胺分别为疏水和亲水基团的初始原料合成了一种咪唑啉基季铵盐型双子表面活性剂,通过IR1、HNMR确证了目标产物结构。研究了其在水溶液中对苯的乳化力、稳泡能力、亲水亲油平衡值、表面张力的影响。动态激光散射法测试了双子咪唑啉基季铵盐乳化制备O/W型乳状液的乳胶粒径尺寸,利用双子表面活性剂作为乳化剂,油酸为分散相。静态失重法评价了双子表面活性剂作为缓蚀剂对Q235钢在质量分数8%溶液中的缓蚀性能。结果表明,所合成的双子咪唑啉基季铵盐具有较好的表面活性,临界胶束浓度CMC约为2×10-4mol/L,γCMC为31.40 mN/m,HLB值为14.2,对苯的乳化能力及稳泡性能良好。该乳液稳定,在25~50℃时,O/W乳液的胶粒尺寸在216~236 nm,是一种性能良好的O/W型乳化剂。失重法测定结果表明,该双子咪唑啉基季铵盐型表面活性剂缓蚀性能优于相应单链咪唑啉季铵盐表面活性剂。     

乙二醇基Gemini表面活性剂的合成研究进展

综述了以乙二醇为原料制备阳离子、阴离子、非离子和两性离子Gemini表面活性剂的合成方法,并对合成路线进行了总结和分析,对产物的性能及其应用进行了阐述。以乙二醇为主要原料合成的Gemini表面活性剂具有更高的表面活性、较低的临界胶束浓度、良好的润湿性和抗菌性,应用范围较广。     

非离子表面活性剂的表面膨胀性质研究

用毛细波 -纵向波技术研究了非离子表面活性剂octaethyleneglycolmonododecylether(C12 E8)的表面膨胀性质。利用毛细波 -纵向波的波数和衰减系数探索了非离子表面活性剂溶液的表面膨胀模量、表面膨胀弹性、表面膨胀粘度、静态膨胀弹性、表面粘度相角与浓度和表面变形频率的关系。还通过表面膨胀性质和Frumkin表面状态方程的研究 ,探讨了非离子表面活性剂溶液的表面吸附动力学性质     

硫酸酯盐双子表面活性剂的合成和界面张力的研究

实验室条件下,以长链羧酸(月桂酸)、聚乙二醇等为主要原料,通过赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应等和酯化反应,用醚键加入方式加入联接基团,用浓硫酸加成反应加入硫酸酯键,从而在实验室条件下合成具有特殊结构的双子表面活性剂-GA12-S-12.通过用旋转液滴法测合成的硫酸酯盐阴离子双子表面活性剂的表面张力,测得其临界胶束浓度(CMC)为438 mg/L,临界胶束浓度下表面张力为30.9 mN/m,并对比十二烷基硫酸钠水溶液表面张力,显示GA12-S-12[低聚二醇(α-硫酸酯钠)月桂酸双酯阴离子双子表面活性剂]具有更优的表面活性.进一步配制不同浓度的GA12-S-12表面活性剂溶液,测定它们与长庆五里湾原油的界面张力,效果显示其适用于五里湾区原油采收率的提高.     

PEG-Gemini型非离子表面活性剂的合成及应用

以1,12-十二醇、油酸、聚乙二醇（300，400，600，800，1000）为原料合成一系列Gemini型非离子表面活性剂，并采用IR，NMR对产物进行了结构确证。为了评估Gemini型非离子表面活性剂作为注射用增溶辅料的有效性，在表面张力、增溶性以及溶血活性等方面与Tween 80进行了比较。结果表明：二-9(8)PEG1000, 二-8(9)-羟基-十八烷酸十二烷基二醇二酯（PODD-1000）的安全有效指数是Tween-80的13倍，更适用于作为注射剂的增溶辅料。     

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。     

新型表面活性剂Gemini研究进展

Gemini是一种新型表面活性剂,它以联结基团联结在头基或靠近头基处,使得表面活性剂的表面活性大幅度提高。综述Gemini表面活性剂结构特征、结构与性能关系,着重介绍其在生物技术、药物、采油等方面的应用前景。