离子液体表面活性剂的合成与应用(III)——离子液体表面活性剂的物化性能

重点介绍了离子液体表面活性剂的熔点与结构的关系。阳离子母体结构越不对称熔点越低,烷基链长增加熔点稍有提高;对阴离子型离子液体表面活性剂,阳离子的半径越大,其熔点越低;双子和Bola型离子液体表面活性剂比单疏水基离子液体表面活性剂的熔点高。室温呈液态的离子液体表面活性剂一般为黏稠液体,密度比一般有机溶剂大,在1 g/cm3左右,其表面张力为25~35 mN/m。     

磺酸型Gemini表面活性剂的合成及表面活性

以壬基酚、1,4-二溴丁烷和氯磺酸为主要原料,通过三步反应合成了新型的磺酸型Gemini表面活性剂9BA-4-9BA,讨论了合成反应时间、温度以及催化剂对产物纯度和产率等因素的影响,优化了反应过程。利用核磁共振谱和红外光谱表征了产物结构,并通过DCTA21表面/界面张力仪测试其水溶液中的表面张力。和传统表面活性剂相比,合成的Gemini表面活性剂9BA-4-9BA具有更高的表面活性,其临界胶束浓度和C20分别为6.2×10-4mol/L和1.1×10-5mol/L。     

离子液体表面活性剂的合成与应用(Ⅴ)——离子液体表面活性剂的聚集热力学和状态

离子液体表面活性剂聚集形成胶束的ΔG~0、ΔH~0和ΔS~0数据表明,聚集过程为熵驱动;离子液体表面活性剂的聚集数与传统表面活性剂相似,一般在40~160之间,其表观流体力学直径(D_h)为数纳米,高浓度形成囊泡时D_h可达100 nm;胶束表面反离子电离度在0.15~0.6之间;离子液体表面活性剂在水和有机溶剂中的聚集状态有差异,在水中的聚集状态与传统表面活性剂相似。     

离子液体表面活性剂的合成与应用(Ⅱ)——离子液体表面活性剂的合成

按照离子液体表面活性剂的种类,分别介绍了不同类型离子液体表面活性剂的合成方法。阳离子型离子液体表面活性剂可以采用直接季铵化法、复分解法和离子交换法合成;阴离子型离子液体表面活性剂是采用传统阴离子表面活性剂与离子液体在有机溶剂或水/有机溶剂中复分解反应完成的;两性离子液体表面活性剂通常采用直接季铵化法合成;双子和Bola型离子液体表面活性剂与传统双子和Bola型表面活性剂的合成方法相似;微波和超声等新的辅助合成方法将明显促进离子液体表面活性剂的合成。     

阳离子型双子表面活性剂的合成及表面活性

合成了一种季铵盐型双子表面活性剂Gem in i 12-3-12,采用红外光谱、元素分析和两相滴定法对其结构和纯度进行了分析,测定了不同浓度表面活性剂水溶液的表面张力,并得到临界胶束浓度(CMC)、饱和吸附量(Γm ax)、单分子饱和吸附面积(Am in)。结果表明,Gem in i 12-3-12的收率为77.2%,纯度为98.4%,它与相应的单尾基十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)的表面活性相当,但CMC比DTAB低14倍左右。     

非离子表面活性剂定量结构-性质相关性的研究

用量子化学参数来描述非离子表面活性剂的分子结构，研究分子的结构与临界胶束浓度(cmc)和表面张力(rcmc)的定量构效关系，建立了定量模型。其中，采用量子化学AM1方法和B3LYP／／6—31G^*方法计算了44个非离子表面活性剂化合物的电子结构特征，选取了7种量化参数和疏水链的烷基碳原子数，利用多元回归分析方法建立方程。回归结果表明，分子轨道能量(EHOMO)和电荷参数对cmc和rcmc影响较大，它们分别反映了非离子表面活性剂分子与水分子问的价键作用和静电作用。     

一种非离子氟碳表面活性剂的合成及表征

以聚乙二醇、全氟丁酸为主要原料,采用直接酯化的方法,合成了一系列聚乙二醇系非离子型氟碳表面活性剂——聚乙二醇全氟丁酸酯(以单酯为主,且含有少量双酯),且对其红外光谱、表面张力、临界胶束浓度、浊点进行了测试。结果表明,该类氟碳表面活性剂具有很高的表面活性,同时,随PEG链段长度的变化,其表面张力、CMC值、浊点都发生规律性的变化。     

长链烷基咪唑类离子液体型表面活性剂的聚集行为

采用微波辐射法合成了咪唑类离子液体1-烷基-3-甲基咪唑氯盐[C_nMim]Cl (n=12,14,16),测定了[C_nMim]Cl的电导率及表面张力。结果表明,随着烷基链长度的增加,临界胶束浓度(CMC)与最小表面张力(γCMC)减小,[C_(16)Mim]Cl的表面活性最好。胶束化热力学参数(ΔG_(mic)⁰、ΔH_(mic)0、ΔH_(mic)⁰、ΔS_(mic)0、ΔS_(mic)⁰)表明,[C_(12)Mim]Cl的胶束化是熵驱动;而对于[C_(14)Mim]Cl与[C_(16)Mim]Cl的胶束化而言,25℃为焓驱动,超过35℃为熵驱动。     

含胺功能基团离子液体表面活性剂的合成及性能

本文研究了三种含胺功能基团的离子液体表面活性剂的合成方法,并利用红外光谱仪和滴体积法对其官能团结构和水溶液表面张力进行表征.结果表明,表面活性剂在波数1338、1234、1465和3142cm-1处具有咪唑环的C-N、C-H特征吸收峰,具备离子液体的结构特征.表面张力等温曲线证实,随着碳链的增长,临界胶束浓度(CMC)...     

离子液体表面活性剂的合成与应用(Ⅵ)——离子液体表面活性剂的界面张力

离子液体表面活性剂在油/水界面吸附,降低界面张力。随着疏水烷基链长的增加,降低表面张力的能力增大。吡啶基表面活性剂比咪唑基表面活性剂具有更高的疏水性和降低界面张力能力。在高浓度无机盐存在下,离子液体表面活性剂降低界面张力的能力提高,界面张力可达10~(-2)mN/m,优于传统表面活性剂。     

非离子型氟碳表面活性剂的合成与表面性能

以六氟环氧丙烷和壬基酚聚氧乙烯醚40为原料,使用齐聚法合成一种新型非离子型氟碳表面活性剂C9H19C6H4O(CH2CH2O)40C9F17O3,运用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振波谱仪(NMR)对其结构进行表征,并对其表面性能进行测试和计算。结果表明,该表面活性剂能将水的表面张力最低降至21.2 mN/m,其临界胶束浓度cm c为8.32×10-6mol/L,γcm c为26.5 mN/m。     

一种新席夫碱型表面活性剂的合成及其表面活性

以月桂酸、对甲苯酚等为原料 ,经酯化、Fries重排、磺化和亚胺化缩合等一系列反应 ,首次合成了含席夫碱型结构的表面活性剂———N ,N′ 双 [(2 羟基 3 磺酸钠基 5 甲基 )苯十二酮 ]乙二亚胺 ,各步产率分别为 81 7% ,71 6 % ,87 3% ,76 7% ,总产率达 39 2 %。经测定 ,其溶液的最低表面张力为 30 0mN/m、临界胶束浓度为 2 5× 10 -4mol/L、起泡高度最高为 4 8cm。结果表明 ,该新型表面活性剂的合成工艺方便可行 ,其水溶液具有较高的表面活性和一定的发泡力     

离子液体表面活性剂的合成与应用(I)——离子液体表面活性剂的结构和分类

在介绍了离子液体的结构特点和特性的基础上,重点综述了离子液体表面活性剂的结构特征,并且按阳离子型、阴离子型、两性型、双子型和Bola型五类分别介绍了离子液体表面活性剂的典型结构和文献发表的主要品种,显示了离子液体表面活性剂具有较强的结构可设计性和未来品种的多样性。     

一种氟硅表面活性剂的合成及其表面活性

研究了2-甲基-2-全氟-2'-甲基-3'-氧代己酰氧基乙氧基羰基乙基甲基二聚氧乙烯基硅烷(Ⅴ)的制备方法和表面活性。以甲基丙烯酸-2-全氟-2'-甲基-3'-氧代己酰氧基乙基酯(Ⅰ)和甲基二氯硅烷(Ⅱ)为原料,0.5%Karsted催化剂存在下(以Ⅰ的质量计),发生硅氢化反应,得到2-甲基-2-全氟-2'-甲基-3'-氧代己酰氧基乙氧基羰基乙基甲基二氯硅烷(Ⅲ)。Ⅲ与聚乙二醇(Ⅳ)缩合反应得到非离子表面活性剂Ⅴ。用FTIR和MS对其结构进行了表征,优化了硅氢化反应工艺条件,测试了Ⅴ溶液的表面张力、临界胶束浓度(CMC)和处理玻璃后的疏水性能。以四氢呋喃为溶剂,中间体Ⅲ的较优合成条件为:n(Ⅰ)∶n(Ⅱ)=1.2∶1,50℃下反应28 h,化合物Ⅱ的转化率可达到68.2%。表面活性剂Ⅴ水溶液的CMC为0.52 g/L,临界表面张力γ_(CMC)为22.8 m N/m,用V的THF溶液处理玻璃后,玻璃表面具有很好的疏水性和较好的疏油性。     

磺酸盐双子表面活性剂的合成及其性能研究

以间苯二酚和甲醛、亚硫酸氢钠为原料,在100℃通过磺甲基化制得中间体,再与溴代十二烷通过威廉姆森醚化得到阴离子磺酸双子表面活性剂,总收率46.7%。研究了反应时间、反应温度和反应物摩尔比对收率的影响。用红外光谱和元素分析确认了其化学结构。测得其cmc和γcmc分别为0.81 mmol/L、γcmc=28.5 mN/m。对其与其他表面活性剂进行复配,在最佳配比下,有更低的cmc和γcmc。     

饱和腰果酚阴-非离子型Gemini表面活性剂的合成与表面活性

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。FT-IR光谱和1H NMR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水溶液的临界胶束浓度（cmc）分别为0.79mmol/L和0.69mmol/L,临界胶束浓度下的表面张力分别为36.56mN/m和39.37mN/m,最小单分子占有面积分别为1.9383nm2和1.1072nm2。GSCPEC水溶液的cmc值很低,具有较高的降低表面张力的效率;且随着EO基团的增加,形成胶束的能力与稳定性提高。     

离子液体表面活性剂的合成与应用(Ⅸ)——杀菌性能

离子液体表面活性剂对球菌、杆菌和真菌等具有优良的杀菌性能和广谱性。含有咪唑、吡啶、喹啉、吡咯烷酮等结构的离子液体表面活性剂比传统季氮阳离子表面活性剂具有更好的杀菌性能;烷基链长对离子液体表面活性剂杀菌性能的影响明显,具有C_(12~14)烷基的离子液体表面活性剂具有最好的杀菌性能;阴离子的类型对离子液体表面活性剂的杀菌性能影响不明显。离子液体表面活性剂对生物膜具有良好的清除作用。     

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。     

离子液体表面活性剂的合成与应用(XII)——微乳液

离子液体表面活性剂替代传统表面活性剂构建微乳液具有明显的优势,且结构可设计;所制备的微乳液分为单相微乳液和多相微乳液,其相图主要包括拟三元相图和“鱼状”相图;微乳液的微观结构,如液滴尺寸、相互作用或极性等,可通过电化学技术、动态激光散射、小角X射线散射等技术来确定。此类微乳液可广泛应用于纳米粒子制备、聚合反应、金属离子萃取等领域。     

一种氟碳Gemini表面活性剂的合成与性能

以全氟辛基磺酰氟、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、环氧氯丙烷、氧氯化磷等为原料,合成出了以亲水性的磷酸二氯丙烷单酯为连接基团的亲水柔性间隔基双子型氟碳表面活性剂.通过红外光谱对合成的中间体和表面活性剂进行了结构表征.测试了该表面活性剂的水溶液最低表面张力为23.2 mN/m、临界胶束浓度为1.55 × 10-3mol/L、等电点pH为3.0～11.0,C20为2.82×10-7mol/L,考察了其发泡性等.并将合成的氟表面活性剂的表面性能与常用表面活性剂十二烷基硫酸钠进行比较,证实了该氟碳表面活性剂具有优越的表面活性.