烯丙基聚醚改性四硅氧烷表面活性剂的表面活性和润湿性能

通过1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基四硅氧烷与不同聚合度的烯丙基聚氧乙烯醚反应合成了系列烯丙基聚醚改性四硅氧烷表面活性剂(TESE),用1HNMR和29SiNMR对产物进行了表征。通过对表面张力和接触角的测定,研究了其水溶液的表面活性以及在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)基板上的润湿性能,同时探究了其在水中的溶解性以及亲水基结构(聚醚EO链长)对其表面活性和润湿性能的影响。结果显示,这类表面活性剂具有优异的表面活性和良好的润湿性能。随着EO链长的增加,TESE的表面活性存在最佳EO链长(EO单元数为8)。其中,在较短EO链长的一定范围内,TESE水溶液的最低表面张力(γcmc)变化幅度均较小,而EO链长超出一定范围后,γcmc增大幅度较为显著;TESE的润湿性能,在EO单元数小于12时变化不大,当EO单元数超过12时明显减弱。     

1-(2-羟丙基磺基)-3-十二烷基咪唑内盐的合成与性能

以3-氯-2-羟基丙磺酸钠与n-十二烷基咪唑为原料,合成了两性型离子液体(IL)表面活性剂1-(2-羟丙基磺基)-3-十二烷基咪唑内盐(HPSDim),通过ESI-MS,FTIR及1HNMR表征其分子结构;分别用表面张力法和稳态荧光法测定了35℃时HPSDim在0.5 mol·L-1的NaCl水溶液中的临界胶束浓度(cmc)和平均胶束聚集数(Nm)等表面活性参数。结果表明,HPSDim的Krafft点高达(65.8±0.5)℃,但在室温下易溶于0.5 mol·L-1的NaCl水溶液中;表面张力法测得其cmc为0.98 mmol.L-1(荧光探针法为1.0 mmol·L-1);在6.0～8.0 mmol·L-1范围内,Nm随HPSDim浓度增加而线性增大,推算其临界胶束聚集数(Nm,c)为30.9;其堆积参数(Pc)为0.40,推测HPSDim胶束形状可能为柱状。     

酯基三甲氧基有机硅季铵盐的性能研究

研究了酯基三甲氧基有机硅季铵盐(ETOQAS)的表面活性、润湿铺展性和生物降解性。结果表明:25℃时采用表面张力法测得ETOQAS的cmc=0.01 g/L,γ_(cmc)=15.72 mN/m;随着体系中NaCl浓度的增加,通过稳态荧光法测得的ETOQAS水溶液的cmc呈减小的趋势;随着ETOQAS水溶液质量浓度的增加,其在铁块和石蜡上的接触角逐渐减小;ETOQAS能够在3 d内降解完全。     

短支链型Extended表面活性剂的 合成及性能研究

以异辛醇、环氧丙烷和气体三氧化硫为原料,经丙氧基化、硫酸化和中和3步反应合成了一种短支链型Extended表面活性剂异辛醇聚氧丙烯醚硫酸盐(i-OPS)。利用红外光谱和核磁氢谱对其结构进行了鉴定,并对其相关物化性能进行了研究。结果表明i-OPS在25℃时其临界胶束浓度(cmc)和最低表面张力(γ_(cmc))分别为15.6 mmol·L~(-1)和33.3 m N·m~(-1),其动态表面张力和动态接触角的降低幅度和降低速度均随浓度的增大而增大,在室温下其质量分数为1.0%水溶液对Na Cl的耐受性高于200 g·L~(-1)。     

烷基木糖苷表面活性剂的应用性能研究

测定了烷基木糖苷的表面性能及应用性能,并与其他表面活性剂比较。结果表明,支链烷基木糖苷(oxo-AX_(10))的cmc和γ_(cmc)分别为6.32×10~(-4) mol·L~(-1)和25.36 mN·m~(-1),具有较好的表面活性。1 s时的动态表面张力为29.5 mN·m~(-1),润湿时间9.5 s,耐NaOH质量浓度高于450 g/L,具有突出的润湿及耐碱性能。     

糖基双子阳离子表面活性剂的表面活性

通过吊片法和最大泡压法测定了4种糖基双子阳离子表面活性剂(SGCS)的平衡表面张力和动态表面张力,对其表面活性进行了评价。SGCS的γcmc在30 m N/m左右,cmc均在10-4mol/L数量级,比普通阳离子表面活性剂的cmc低1~2个数量级,表明SGCS具有优良的表面活性。SGCS的lg ccmc和pc20与疏水基的碳链长度符合线性关系。随着SGCS浓度的增大,动态表面张力下降速度加快,更容易达到介平衡。随着温度的升高,动态表面张力下降速率加快,说明温度越高动态表面活性越强。     

AES与AEO_9复配体系表面活性的研究

研究了脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)与非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚9(AEO_9)按不同质量比复配所得表面活性剂体系的临界胶束浓度(cmc)、平衡表面张力(γ)及动态表面张力(DST)。当得到AES-AEO_9复配体系质量比为3∶7时,临界胶束浓度(cmc)最小,为0.10mmol/L,γ_(cmc)为33.62mN/m;质量比为1∶9时动态表面张力最好,此时动态表面张力参数n为1.74,t*为1.32s,表面张力降低速率R_(1/2)为14.30mN/m·s。不同浓度动态表面张力结果表明,随复配体系浓度增加,诱导期节省时间t_i减少,R_(1/2)增加。     

聚甘油改性有机硅的合成及性能研究

以烯丙基缩水甘油醚和二聚甘油为原料,在KOH的作用下制备烯丙基聚甘油醚(APGE),然后以异丙醇为溶剂,氯铂酸为催化剂,利用APGE与含氢硅油(PHMS)进行硅氢加成反应合成了一种聚甘油改性有机硅化合物。对反应中间体及产物的结构进行了表征,并对产物的表面活性、吸附性能和铺展性能进行了研究。结果表明,目标产物的临界胶束浓度(cmc)为144.1 mg/L,γ_(cmc)为23.0 m N/m,且其质量浓度为4倍cmc时,其水溶液在石蜡表面的接触角可降至23°。     

对-(月桂基)苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱的合成与表面活性

以月桂酸、苯、聚乙二醇为原料,合成了4种具有不同氧乙烯数(分别为1,2,3,4)的对-(月桂基)苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱两性离子表面活性剂。用FTIR,1HNMR和ESI-MS对产物进行了结构鉴定。用吊片法测定了30℃时它们在水溶液中的临界胶束浓度(cmc)和表面张力(γcmc)。结果表明,水溶液中它们的cmc都达到了10-6mol·L-1,γcmc为29～35 mN·m-1;随着聚氧乙烯单元的增多,4种表面活性剂的cmc先变化不大后开始减小,而饱和吸附量则先增大后减小,分子在溶液表面的极限占有面积先减小后增大,相应的γcmc先减小后增大。     

季铵盐型有机硅双子表面活性剂的合成与界面性能

以八甲基环四硅氧烷(D4)和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(HMM)为原料,合成双氢封端的聚二甲基硅氧烷(HPDMS);以烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)和环氧氯丙烷为原料,合成烯丙基聚氧乙烯氯醇醚(APECAE),然后将其与十八烷基二甲基叔胺进行阳离子化,制得季铵盐型烯丙基聚氧乙烯氯醇醚(QASAAE);在铂催化剂作用下,HPDMS与QASAAE进行硅氢化加成反应制得季铵盐型有机硅双子表面活性剂(Gemini-QASPSS)。用IR和1HNMR对目标产物(Gemini-QASPSS)的结构进行了表征,并且通过测定其水溶液的平衡表面张力研究了其表面活性。结果表明,在临界胶束浓度为5.3×10-5mol/L时,可以将水的表面张力降至24.5 mN/m;饱和吸附量、饱和吸附层中每个Gemini-QASPSS分子所占的平均面积和形成胶束的标准自由能分别为1.6×10-6mol/m2、1.08 nm2和-28.6 kJ/mol。