羧酸盐型表面活性剂对功能化Gemini表面活性剂流变性质的影响

利用稳态和动态剪切实验考察了功能化Gemini表面活性剂1,3双-(二羟乙基十二烷基溴化铵)-丙烷[简写为12(2OH)-3-12(2OH)·2Br]与传统阴离子表面活性剂(十二酸钠、十四酸钠和十六酸钠)混合体系在25℃下的流变性质。12(2OH)-3-12(2OH)·2Br的浓度为50 mmol/L时,十二酸钠、十四酸钠和十六酸钠均可以增强溶液的黏弹性。十二酸钠与12(2OH)-3-12(2OH)·2Br的混合摩尔比β为0.3时,溶液的零剪切黏度η0出现最大值,为12.35 Pa·s,平台模量G'∞为31.88 Pa;β=0.4时,G'∞值为14.67 Pa。混合体系的黏弹性顺序为:十二酸钠/12(2OH)-3-12(2OH)·2Br十四酸钠/12(2OH)-3-12(2OH)·2Br十六酸钠/12(2OH)-3-12(2OH)·2Br。改变12(2OH)-3-12(2OH)·2Br的浓度到60 mmol/L且十二酸钠/12(2OH)-3-12(2OH)·2Br的混合摩尔比β为0.3时,零剪切黏度η0和平台模量G'∞均增大,分别为33.92 Pa·s和46.41 Pa。     

Gemini表面活性剂黏弹性流体的流变性研究

C16-4-C16阳离子Gemini表面活性剂在NaCl和NaSal两种盐的作用下,可以形成蠕虫状胶束的黏弹性流体。采用流变仪研究了浓度、温度、剪切速率、剪切时间等因素对该流体黏度的影响,结果表明,2wt%的C16-4-C16流体在120℃下的零剪切黏度仍可达60mPa·s以上,而在80℃、170s~(-1)下剪切2 h黏度维持160mPa·s基本不变,说明该流体具有较强的耐温耐剪切性。触变实验的结果清楚地显示出该流体在不同的剪切作用下,蠕虫状胶束的形成与破坏是个可逆的过程。蠕虫状胶束间相互缠绕形成的网络结构,使流体具备了优异的黏弹性,高频有利于胶束储存能量,展现弹性形变;随着温度的升高,体系由弹性为主逐渐转变成了黏性较高的黏弹体,在60℃下黏性和弹性相当,展现了理想的Maxwell黏弹性流体的行为。     

一种胺基型阳离子表面活性剂的合成及其溶液性能

该文以2-氯乙胺盐酸盐和十八烷基叔胺为原料,合成了一种胺基型阳离子表面活性剂——N-十八烷基-N,N'-二甲基-乙基-1,2-胺。通过IR和1HNMR对其结构进行了确证;并得到优化的合成条件为:物料比nb/na为1.20,反应温度为70℃,反应时间为7 h,p H=7。采用电导法测定不同p H下该表面活性剂的临界胶束浓度(CMC),发现CMC随着p H的降低而减小。该表面活性剂在Na Sal溶液质量分数为1%时,能形成蠕虫状胶束。流变性能测试表明,体系具有蠕虫状胶束的剪切稀释性特征和凝胶特性,同时具有p H响应,能在酸性条件下增黏,是一种智能型蠕虫状胶束体系。     

阳离子Gemini表面活性剂的应用研究进展

阳离子Gemini表面活性剂是新型双亲水基、双疏水基的两亲表面活性剂,由于自身优异的性能被广泛用于金属缓蚀、纺织、三次采油等工业领域,近年来随着研究的不断深入,其应用已经渗透到了生活的方方面面。本文综述了阳离子Gemini表面活性剂的应用现状,展望了未来的发展前景。     

一种胺基型阳离子表面活性剂的合成及其溶液性能研究

该文以2-氯乙胺盐酸盐和十八烷基叔胺为原料,合成了一种胺基型阳离子表面活性剂——N-十八烷基-N,N’-二甲基-乙基-1,2-胺,通过IR和1HNMR对其结构进行了确证,并得到了优化的合成条件：物料比nb/na 为1.20,反应温度为70 oC,反应时间为7 h,pH为7。此外,采用电导法测定了该种表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)随着pH的降低而减小。该表面活性剂在NaSal质量百分浓度为1%条件下,能形成蠕虫状胶束。流变性能测试表明,体系具有蠕虫状胶束的剪切稀释性特征和凝胶特性,同时具有pH响应,能在酸性条件下增黏,是一种智能型蠕虫状胶束体系。     

阳离子Gemini表面活性剂的合成及应用研究综述

Gemini作为表面活性剂行列中新兴的一员,因其独特的化学结构及优异的应用性能受到研究者的重视,近年来的研究不断更新,品种丰富。本文简要介绍了阳离子Gemini表面活性剂的性质,重点综述了国内各种阳离子Gemini表面活性剂的合成方法及应用,最后探讨了阳离子Gemini表面活性剂今后的发展趋势。     

阳离子Gemini表面活性剂的合成及应用研究综述

Gemini作为表面活性剂行列中新兴的一员,因其独特的化学结构及优异的应用性能受到研究者的重视,近年来的研究不断更新,品种丰富.本文简要介绍了阳离子Gemini表面活性剂的性质,重点综述了国内各种阳离子Gemin表面活性剂的合成方法及应用,最后探讨了阳离子Gemini表面活性剂今后的发展趋势.     

阳离子Gemini表面活性剂对涤纶织物的匀染性能研究

利用阳离子Gemini表面活性剂的特殊结构,在电子测色配色仪上测试添加了阳离子Gemini表面活性剂的涤纶织物的表面得色量K/S值,研究了其作为涤纶织物高温匀染剂的匀染性能,探讨了Gemini表面活性剂的结构、浓度对涤纶织物的匀染性能的影响。结果表明:选择二溴化N,N—二(十四烷基二甲基)—3—氧杂—1,5—戊二铵作为匀染剂,在使用浓度1.5 g.L-1时对涤纶织物具有较好的匀染效果。     

十二烷基多季铵盐Gemini型阳离子表面活性剂合成

控制反应物乙二胺与环氧氯丙烷的配比，得到乙二胺与环氧氯丙烷的摩尔比分别为1：5、1：4、1：1的产物。然后与自制十二烷基二甲胺进一步反应温度60℃；反应时间1h：反应溶剂、水和乙醇的混合溶剂。通过测定不同浓度下溶液的表面张力，得到其产物I、Ⅱ的临界胶束浓度为0.05%（质量百分比）左右。说明产品具有很低的临界胶束浓度和较好的表面活性。进一步的实验证明；合成产物具有较好的发泡力、稳泡力和金属腐蚀的抑制性能，并考察了其与阴离子表面活性剂的复配性能。     

Gemini型阳离子烷基糖苷表面活性剂性能研究

用Wilhelmy法对Gemini阳离子烷基糖苷表面活性剂(G-CAPG)的表面张力进行了测定,25℃,其cmc为0.12 mmol/L,γcmc为30.2 mN/m,Krafft点为-4.41℃,表面活性较好。应用性能研究表明,其保持了APG优异的泡沫性能和去污能力,且几乎不受水硬度的影响;渗透和乳化性能优于常见的阴、阳离子和两性表面活性剂;与LAS复配时,当n(G-CAPG)/n(LAS)<0.6或n(G-CAPG)/n(LAS)>2.0时,溶液的透光率均大于90%,当n(G-CAPG)/n(LAS)=0.5/1时,其去污值达到66.01%,其水溶液的表面张力达到27.3 mN/m;对杆状菌和大肠杆菌的杀菌作用良好;10 d内生物降解度达到94.8%以上,生物降解性能较好。     

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。     

阳离子型Gemini表面活性剂对交联聚合物溶液性质的影响

采用核微孔滤膜过滤实验、落球粘度计及动态光散射法,研究了阳离子型Gemini表面活性剂对交联聚合物溶液(LPS)的封堵性能、粘度及交联聚合物线团(LPC)大小的影响。结果表明,加入50 mg/L和100 mg/L的Gemi-ni表面活性剂后,LPS对核微孔滤膜的封堵性能增加,但是当Gemini表面活性剂质量浓度为200 mg/L时,LPS对孔径为1.2μm的核孔膜的封堵性能变化不大。LPS-Gemini表面活性剂复合体系的粘度低于不加表面活性剂的交联聚合物溶液。动态光散射法测得LPS-Gemini表面活性剂复合体系中LPC的平均流体力学半径为180 nm,比不加表面活性剂的LPS中的LPC的粒径小。     

Interfacial properties of cationic and anionic Gemini surfactant mixtures

The possibility and the prospect of cationic/anionic (“catanionic”) surfactant mixtures based on sulfonate Gemini surfactant (SGS) and bisquaternary ammonium salt (BQAS) in the field of enhanced oil recovery was investigated. The critical micelle concentration (CMC) of SGS/BQAS surfactant mixtures was 5.0 × 10⁻⁶ mol/L, 1–2 orders of magnitude lower than neat BQAS or SGS. A solution of either neat SGS or BQAS, could not reach an ultra-low interfacial tension (IFT); but 1:1 mol/mol mixtures of SGS/BQAS reduced the IFT to 1.0 × 10⁻³ mN/m at 100 mg/L. For the studied surfactant concentrations, all mixtures exhibited the lowest IFT when the molar fraction of SGS among the surfactant equaled 0.5, indicating optimal conditions for interfacial activity. The IFT between the 1:1 mol/mol SGS/BQAS mixtures and crude oil decreased and then increased with the NaCl and CaCl₂ concentrations. When the total surfactant concentration was above 50 mg/L, the IFT of SGS/BQAS mixtures was below 0.01 mN/m at the studied NaCl concentrations. Adding inorganic salt reduced the charges of hydrophilic head groups, thereby making the interfacial arrangement more compact. At the NaCl concentration was above 40,000 mg/L, surfactant molecules moved from the liquid–liquid interface to the oil phase, thus resulting in low interfacial activity. In addition, inorganic salts decreased the attractive interactions of the SGS/BQAS micelles that form in water, decreasing the apparent hydrodynamic radius (D_{H, app}) of surfactant aggregates. When the total concentration of surfactants was above 50 mg/L, the IFT between the SGS/BQAS mixtures and crude oil decreased first and then increased with time. At different surfactant concentrations, the IFT of the SGS/BQAS mixtures attained the lowest values at different times. A high surfactant concentration helped surfactant molecules diffuse from the water phase to the interfacial layer, rapidly reducing the IFT. In conclusion, the cationic-anionic Gemini surfactant mixtures exhibit superior interfacial activity, which may promote the application of Gemini surfactant.     

Effect of monovalent anions on cationic Gemini micro-emulsion

Micro-emulsion usually consists of water, oil, surfactants and co-surfactants, and each component has an effect on the phase behavior and solubilization of the micro-emulsion. When the surfactant in the micro-emulsion system is quaternary ammonium cationic Gemini surfactant, the surfactant mainly combines with the anions in the salt. With the increase of salt concentration, the phase transformation of Winsor I → Winsor Ⅲ → Winsor Ⅱ occurred, but the optimum salinity and salt width are different because of the type of salt. The effects of 5 different kinds of monovalent anions, including C₆H₅SO₃^-, I^-, Br^-, NO₃^- and Cl^-, on the phase behavior and solubilization of quaternary ammonium cationic Gemini micro-emulsion are researched by Winsor phase diagram. It is found that the effects of organic anions C₆H₅SO₃^- and I^- on the phase behavior and solubilization of quaternary ammonium cationic Gemini micro-emulsion are most significant, and the effects of Br^-, NO₃^- and Cl^- are less significant. Meanwhile, when the optimum solubilization is achieved, the amount of sodium benzoate is the least, indicating that the organic anion has stronger self-organization behavior with quaternary ammonium cationic Gemini surfactants.     

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。     

非对称阳离子双子表面活性剂的合成和性能研究

采用十六烷基二甲基叔胺和十八烷基二甲基叔胺分别与盐酸、环氧氯丙烷反应,制备得中间产物N-(3-氯-2-羟基)丙基-N,N-二甲基十六烷基氯化铵和N-(3-氯-2-羟基)丙基-N,N-二甲基十八烷基氯化铵。2种中间产物在碳酸钠催化下先后与乙二胺反应生成一种含长亲水链非对称阳离子双子表面活性剂(16-X-18)。采用IR和~1H NMR对中间体和产物进行表征,采用电导率法研究了所制备的表面活性剂的表面活性。结果表明,所制备的非对称阳离子双子表面活性剂的Krafft点低于0℃,cmc在25℃时为2.935×10~(-5)mol/L,反离子结合度随温度的上升而降低。     

一种新型吡啶Gemini表面活性剂的合成及表面活性

以3-氨基吡啶和固体光气为原料,一锅法合成中间体1,3-二(3-吡啶基)脲,然后再与溴代十二烷进行季铵化反应,生成了新型的吡啶阳离子Gemini表面活性剂。通过单因素试验法优化了反应条件,得到较佳工艺条件为:n(3-氨基吡啶)∶n(固体光气)=5∶1,二氯甲烷作反应溶剂,反应5h,得到产率为78%的中间体;n(中间体)∶n(溴代十二烷)=1∶10,110℃反应5 h,得到产率为90%的吡啶Gemini表面活性剂。通过FT-IR,~1H NMR,13C NMR和ESI-MS对所得产物的结构进行了表征,并对其表面活性进行了研究。结果表明,该Gemini表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)为1.67×10~(-4)mol/L,γcmc为30.7 m N/m。     

DEDS-10双子表面活性剂的性能研究

合成了一种新型的DEDS-10双子表面活性剂,用红外光谱对所合成化合物的结构进行了初步表征。DEDS-10的临界胶束浓度cm c为0.47 mmol/L,γcm c为34.5 mN/m,A lC l3、CaC l2和NaC l可以使γcm c降低3.6~1.1 mN/m,其cm c值大约为纯水溶液cm c值的1/5~1/3;加入乙醇,可增加其表面活性,在乙醇的浓度为0.22 mol/L时,其表面张力为30 mN/m左右。与阳离子表面活性剂DTAB和非离子表面活性剂曲拉通X-100复配,可以大幅度地降低cm c和γcm c值,与阴离子表面活性剂TLS复配时,cm c降低,cγm c略有增加。     

含哌啶环的阳离子双子表面活性剂的合成及性能研究

以苯胺、环氧氯丙烷、哌啶和1-溴癸烷为原料经过三步反应合成了含有哌啶环的阳离子双子表面活性剂C_(10)-CGP。采用FT-IR、MS和~1H NMR对产物进行了结构表征。研究了其Krafft点、乳化性能和乳化沥青时的相关性能,并测定了25~40℃的临界胶束浓度(cmc)、平衡表面张力(γ_(cmc))及相应的热力学函数。结果表明,C_(10)-CGP的Krafft点低于0℃,乳化分水时间为532s。25℃时,cmc为0.976×10~(-3)mol/L,γ_(cmc)为28.93 mN/m。随着温度的升高,cmc增大、γ_(cmc)减小、饱和吸附量(Γ_(max))减小、极限占有面积(A_(min))增大。乳化沥青测试表明,C_(10)-CGP是慢裂型沥青乳化剂,贮存稳定性好且乳化沥青粒径分布较窄。     

Gemini表面活性剂合成进展

Gemini表面活性剂是一类新型的双亲水基、双疏水基两亲表面活性剂,按照其结构特点,Gemini表面活性剂可分为阳离子、阴离子、非离子以及高分子表面活性剂。介绍了Gemini表面活性剂的研究进展和合成现状。