醇醚类双子表面活性剂的合成及性能研究

以对苯氧基双月桂酸甲酯为原料,在还原剂作用下制得中间体对苯氧基双月桂醇(HBA),再在碱性条件下进行乙氧基化,得到醇醚类Gemini表面活性剂HBA(EO)n(n=9,20 4)。通过红外光谱和质谱分析确定了中间体及产物结构,测定了HBA(EO)n的物化性能结果如下:HBA(EO)20 4的γcmc=38 23mN/m;HBA(EO)9=0 001%;cmcHBA(EO)9=0 0001%。乳化时间:HBA(EO)20 4为17 36h;的γcmc=31 61mN/m。cmcHBA(EO)20 4HBA(EO)9为8 00h。浊点:HBA(EO)20 4>100℃;HBA(EO)9为90℃。湿润时间:HBA(EO)20 4为20 83s;HBA(EO)9为11 23s。泡沫高度:HBA(EO)20 4为40mm;HBA(EO)9为95mm。泡沫稳定性:HBA(EO)20 4为2%;HBA(EO)9为8%。与单链表面活性剂AEOn(n=4 5,10 2)相比较,HBA(EO)n具有更优良的表面活性。     

月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐的合成与性能研究

以月桂酸、精氨酸乙酯盐酸盐、N,N'-二环己基碳二亚胺和三乙胺为原料,合成了月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐(LAE)。通过红外光谱对其结构进行了表征,对其表面活性、泡沫性能、润湿性能、乳化性能和抑菌性能进行了测试。结果表明,LAE的cmc为3 mmol/L,γ_(cmc)为32.42 mN/m;在高纯水中发泡力为285 mL;在石蜡膜/空气/水界面的接触角为50.2°;在与液体石蜡混合后下层分出10 mL水平均所需时间为378.14 s;在质量浓度为30 mg/L时,对所选微生物的抑菌率达到90%以上;LAE与十六烷基三甲基溴化铵相比,其乳化性能和润湿性能更好。     

不对称型磺基琥珀酸双酯盐双子表面活性剂的合成与性能

以十二醇、顺丁烯二酸酐及月桂酸单乙醇酰胺为原料,合成了一种不对称型磺基琥珀酸双酯盐双子表面活性剂。通过单因素试验法优化了双酯化反应条件,其较佳反应条件为:n(十二醇马来酸单酯)∶n(月桂酸单乙醇酰胺)=1∶1,反应温度为140℃,反应时间为6 h。通过傅里叶红外光谱、核磁共振对所得表面活性剂的结构进行了表征,并对其表面张力、泡沫性能、乳化力等进行了测定。结果表明:该双子表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)为2.21×10-5mol/L,γcmc为31.1 m N/m;乳化分水时间为278 s,起泡性和稳泡性良好。     

乙撑双(二甲基)季铵盐基双月桂酸甲酯的合成及性能研究

以四甲基乙二胺、月桂酸和亚硫酰氯等为主要原料制备了乙撑双(二甲基)季铵盐基双月桂酸甲酯(BQ-12),用红外光谱对目标产物结构进行了表征。经测定BQ-12的cmc为0.14 mmol.L-1,γcmc为29.5 mN.m-1;BQ-12/TLS复配体系的cmc和γcmc低于DTAB/TLS复配体系;BQ-12同时还具有良好的稳泡和润湿性能。     

静电作用构筑的四聚表面活性剂的表面活性

静电相互作用对离子表面活性剂的自组装行为有着重要影响。利用具有不同连接链长度的四聚季铵盐(四聚季铵碱)与月桂酸钠(月桂酸)通过静电作用构筑了一类低聚表面活性剂,并通过表面张力法和荧光探针法研究了其表面活性。结果表明:连接链长度不同的低聚表面活性剂的cmc是月桂酸钠(cmc为28.8 mmol/L)的1/24~1/5,且无盐低聚表面活性剂的cmc是月桂酸钠的1/50左右,低聚季铵根离子与月桂酸跟离子相互吸引形成了类似低聚表面活性剂的动态结构,使得体系的表面活性有了极大提高;另外,季铵离子头基之间的连接链长度对体系的性能也有重要的影响。     

以晶硅切割废液回收聚乙二醇制备的月桂酸聚乙二醇酯性能研究

以晶硅切割废液回收聚乙二醇和月桂酸反应合成了月桂酸聚乙二醇酯(LAE-R),研究了其表面张力(γ_(cmc))、临界胶束浓度(cmc)、润湿力、乳化力、泡沫性能、去污力和在餐具洗涤剂中的去油率等性能,并与脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、工业级PEG400和月桂酸合成的月桂酸聚乙二醇酯(LAE-I)性能进行了对比。结果表明,LAE-R具有较高的表面活性,γ_(cmc)为28.9 m N/m,cmc为60.4 mg/L,低于LAE-I和AEO-9;对柴油和大豆油的乳化力与AEO-9相当,略低于LAE-I;润湿力和发泡力低于LAE-I和AEO-9,属低泡型表面活性剂;对炭黑、皮脂两种污布的综合去污力与LAE-I相当,对炭黑污布的去污力低于AEO-9;在餐具洗涤剂配方中的去油率与LAE-I和AEO-9基本一致,因原料成本低,在性价比方面具有一定的竞争优势。     

双癸基甲基羟乙基氯化铵的合成及其性能研究

以双癸基甲基叔胺(DMA10)、盐酸和环氧乙烷为原料,合成了双癸基甲基羟乙基氯化铵(DMHAC10)阳离子表面活性剂。通过红外光谱对其结构进行了表征,并对其表面活性、泡沫性能、润湿性能和杀菌性能进行了测试。结果表明,其cmc为10.37 mg/L,γcmc为27.35 mN/m;在二次蒸馏水中的即时泡沫高度为190 mm,在150 mg/L(以CaCO3计)的硬水中的即时泡沫高度为189 mm;润湿时间为61 s;在质量浓度为300 mg/L时,对金黄色葡萄球菌(ATCC-6538)和大肠杆菌(ATCC-8099)的杀灭率达100%。     

N-月桂酰基乙二胺三乙酸的合成及性能研究

采用无水乙二胺、月桂酸和氯乙酸为原料合成N-月桂酰基乙二胺三乙酸,通过正交实验确定了最佳实验条件,同时对产物的润湿力、乳化力和螯合能力等性能进行了研究。性能研究表明:产品泡沫稳定性能很好,29.2℃时,cmc=3.48 mmol/L,γ(cmc)=23.7 mN/m。     

无机盐阳离子对十二烷基硫酸钠表面活性剂降低水的表面张力效果的机理研究

采用真球气泡法测定了不同价态(Na⁺、Cu²⁺、Fe³⁺)和浓度的无机盐体系下十二烷基硫酸钠(SDS)表面活性剂溶液的表面张力、表面扩展黏度和临界胶束浓度(cmc),加入无机盐之后,SDS的cmc值由8 mmol/L降至3 mmol/L,达到最低表面张力的SDS浓度值(C_t)和最大表面扩展黏度时的SDS浓度值(C_v)均小于未添加时对应的SDS浓度,且C_t=C_v=cmc=3 mmol/L。在cmc值时,溶液表面张力为37.29 mN/m,加入NaCl后溶液表面张力为27.53 mN/m;加入CuCl₂后溶液表面张力为23.44 mN/m;加入Fe(NO₃)₃后溶液表面张力为21.35 mN/m。在cmc值时,溶液的表面扩展黏度为1.70 mN·s/m,加入NaCl后溶液扩展黏度为2.21 mN·s/m;加入CuCl₂后溶液扩展黏度为2.58 mN·s...     

N-月桂酰基-N′-羟乙基乙二胺乙酸盐的合成与性能研究

以月桂酸、羟乙基乙二胺和氯乙酸钠为原料合成N-月桂酰基-N′-羟乙基乙二胺乙酸盐(简称两性乙酸钠)表面活性剂,考察了其水溶液的表面化学性能和应用性能。得到两性乙酸钠的临界胶束浓度(cmc)为1.015×10-3mol/L,最低表面张力(γcmc)为26.34 mN/m,等电点为pH 4.21~7.88;以二苯甲酮为猝灭剂,用稳态荧光法测定体系的胶束聚集数(N),得8cmc时N为18。     

N-月桂酰基-N''''-羟乙基乙二胺乙酸盐的合成与性能研究

以月桂酸、羟乙基乙二胺和氯乙酸钠为原料合成N-月桂酰基-N'-羟乙基乙二胺乙酸盐(简称两性乙酸钠)表面活性剂,考察了其水溶液的表面化学性能和应用性能.得到两性乙酸钠的临界胶束浓度(cmc)为1.015×10-3 mol/L,最低表面张力(γcmc)为26.34 mN/m,等电点为pH 4.21～7.88;以二苯甲酮为猝灭剂,用稳态荧光法测定体系的胶束聚集数(N),得8cmc时N为18.     

脂肪酸甲酯EO/PO共聚醚的性能研究

以月桂酸甲酯为原料,通过乙氧基化及丙氧基化反应得到月桂酸甲酯EO/PO共聚醚(FMEP),通过~1HNMR和~(13)CNMR对产物进行了结构表征,并对产物的物化性能及应用性能进行了研究。结果表明:所合成的产品为目标产物;产品的表面活性要优于脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE),其最低表面张力达到γ_(cmc)=30.85 mN/m,c_(mc)=5.53×10~(-5)mo1·L~(-1);润湿力最好为32 s,比脂肪酸甲酯乙氧基化物的润湿力要差;与市场聚醚消泡剂L61相比,FMEP的消泡及抑泡性能优于161,消泡效率和抑泡效率最高分别达到76.47%和85.0%,产品在实际体系中进行应用,表现出较好的消泡和抑泡性能。     

月桂酸单乙醇酰胺的二步法合成及其应用性能研究

对二步法合成的月桂酸单乙醇酰胺(LMEA)的性能进行了研究。化学分析测定产物的胺值、酸值和熔程分别为5.56 mg/g、0.47 mg/g和81.2℃~84.0℃。进一步结合IR、HPLC分析结果表明产物中月桂酸的质量分数约0.16%,单乙醇胺和氨基酯的质量分数小于2%,LMEA的质量分数大于90%。测定了自制LMEA在脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)体系洗发香波中的增稠、增泡、稳泡性能,并与月桂酸二乙醇酰胺(6501)、进口样品的LMEA作性能对比。当3种产品在总体系中的质量分数为1.5%时,最大泡沫高度分别为155 mm、134 mm1、45 mm,最大黏度分别为8.6 Pa.s、1.5 Pa.s3、.2 Pa.s,表明自制的LMEA性能较优越。     

一种阴离子型双子表面活性剂的合成与表征

以乙二胺、2-溴乙基磺酸钠、月桂酸等为主要原料制备了阴离子型双子(gemini)表面活性剂N,N′-乙撑双[(N-乙磺酸钠)-十二酰胺](DTM-12),以IR和1HNMR对其结构进行了表征。该目标产物水溶液的cmc(5.0×10-4mol/L)是十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠的1/20和1/16,γcmc(29.7 mN/m)比它们低8 mN/m~10 mN/m。DTM-12分别与DTAB和Triton X-100组成的复配体系在摩尔比为3∶7时,cmc达到1.06×10-4mol/L和0.49×10-4mol/L,γcmc达到25.4 mN/m和31.7 mN/m,DTM-12表现出较好的协同效应。DTM-12还具有良好的润湿力。     

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。     

HTM-12表面活性剂的合成及表面活性

以无水对氨基苯磺酸、1,4-二溴丁烷合成了N,N’-(二对苯磺酸)丁二胺,再与溴代十二烷反应合成N,N’-(十二烷基二对苯磺酸钠)丁二胺(简称HTM-12),合成了带有两个疏水长链的双磺酸盐表面活性剂。该产物水溶液的cmc(7.0×10-4mol/L)是SDBS和DTAB的1/14和1/23,γcmc(26.8 N/m)分别比SDBS(39.0 mN/m)和DTAB(38.9 mN/m)低12.2 mN/m和12.1 mN/m。HTM-12和DTAB复配产生了明显的协同效应。在实验范围的任意配比条件下,HTM-12/DTAB体系的表面活性比SDBS/DTAB高得多。HTM-12∶DTAB=3∶7(摩尔比)时,复配体系的cmc为2.15×10-4mmol/L,γcmc=22.3 mN/m;与SDBS/DTAB的最优化配比(1∶1)相比较,cmc仅为后者的1/3.5,γcmc低10.8 mN/m。     

直链十二烷基苯醚型双子表面活性剂的合成及表面性能

以月桂酸等为起始原料,经过酰化、Friedel - Crafts酰基化、Clemmensen还原、氯磺酸磺化和氢氧化钠中和反应,合成了直链十二烷基苯醚型gemini表面活性剂(C12- DLADS).采用元素分析,IR,1HNMR和HPLC - MS对中间体及产物结构进行分析表征,并计算了C12 - DLADS水溶液的胶束化热力学函数.结果表明:C12 - DLADS具有较低的临界胶束浓度(cmc)和较强的降低表面张力的能力,318 K时,最低表面张力(γcmc)和cmc分别是36.04 mN/m和6.03×10-4 mol/L;且随温度的升高,C12 - DLADS的电导率升高,反离子结合度K0减小;其胶束化热力学函数表明其形成胶束的过程为熵驱动.     

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.     

乙醇对AEO9水溶液的表面性质和相行为的影响

通过对稀溶液表面性能和浓溶液相行为的研究,探讨了乙醇对AEO9水溶液性能的影响。结果表明,随着乙醇用量的增加,AEO9在乙醇/水混合溶剂中的临界胶束浓度(cmc)增大,但cmc时的表面张力(γcmc)基本不变。三元相图中,在AEO9/乙醇一侧只有胶束溶液,没有液晶区出现;靠近AEO9/水一侧,随着AEO9含量的增加,由胶束溶液逐渐向六角相液晶和层状相液晶过渡。     

头基含羟基的季铵盐双子表面活性剂的合成与性能

以溴代烷、二乙醇胺和1,4-二溴丁烷为原料,通过两步反应合成了一类头基含羟基的季铵盐双子表面活性剂亚丁基-1,4-双(烷基二羟乙基溴化铵)(m-4-m(OH),m=8,10,12,14),通过核磁共振氢谱(~1H NMR)和质谱(MS)对中间体和目标产物的结构进行表征。通过表面张力仪和电导率仪测定m-4-m(OH)在水溶液中的平衡表面张力(γ_(cmc))和临界胶束浓度(cmc),并测定了其水溶液的乳化性能和泡沫性能。结果表明,烷基链越长,表面活性剂越容易自发形成胶束,14-4-14(OH)的cmc最低,可达0.48 mmol/L,γ_(cmc)为33.6 mN/m;头基中引入羟基可有效降低表面活性剂的cmc和γ_(cmc);随着烷基链的增长,乳化性能越好;起泡性随着烷基链的增长呈先升后降的趋势。