两性Gemini表面活性剂的合成研究进展

根据结构特征对目前已有的两性Gemini表面活性剂进行分类,按照不同种类系统的比较归纳了其合成方法,并对今后两性Gemini表面活性剂的合成发展进行了展望。     

磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及其协同作用

以十二胺和二溴乙烷为原料合成双长链二胺,再与丙烷磺内酯反应经中和后得到磺酸盐型Gemini表面活性剂(C12GS)。运用TLC对反应进程进行了监测,并对文献中的重结晶剂进行了改进。用1 H NMR对中间产物双链二胺和最终产物进行了结构表征。测定了Gemini磺酸盐表面活性剂水溶液的表面张力和临界胶束浓度,探讨了Gemini磺酸盐表面活性剂产物与同样疏水碳数的阳离子Gemini表面活性剂(C12GC)在蒸馏水和0.5%NaCl中的相互作用以及盐对表面张力的影响。实验表明:合成的Gemini表面活性剂临界胶束浓度cmc为0.045mmol/L;产物与C12GC有较好的协同作用,混合体系中两种物质浓度相差越大,阴阳离子Gemini表面活性剂协同作用就越强,两者含量逐渐接近,协同作用减弱;C12GS较易进入混合胶团中,盐的加入会促使阴阳离子Gemini表面活性剂混合溶液的表面张力下降,cmc略有上升,同时二者之间的协同作用下降。     

Gemini表面活性剂的研究进展

Gemini表面活性剂是一类新型的表面活性剂，被称为第三代表面活性剂。Gemini表面活性剂含有两个亲水基和两个疏水基。结合国内外的最新研究，对Gemini表面活性剂的结构、合成、性能和应用作了较全面的评述。     

松香基磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及性能

以脱氢枞胺、α,ω-二溴代烷和2-溴乙基磺酸钠为原料制备了4种松香基磺酸盐Gemini表面活性剂N,N′-二乙基磺酸钠-N,N′-二脱氢枞基-α,ω-二胺,用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱对系列目标产物的结构进行了表征;研究了这4种表面活性剂的表面活性。实验结果表明,4种表面活性剂的水溶液的临界胶束浓度分别为0.32,0.29,0.18,0.13mmol/L,相应的临界表面张力分别为31.0,28.6,29.4,28.1mN/m;其水溶液在载玻片上的接触角小于十二烷基磺酸钠水溶液的接触角,证明这4种表面活性剂具有良好的润湿性能;表面活性剂的表面活性随分子结构中连接的亚甲基链长度的增加而增强。     

双子(Gemini)表面活性剂合成及性能评价

研究合成了一种阴离子型双醚双苯磺酸盐Gemini表面活性剂,该表面活性剂可在无碱,质量浓度为35 mg·L-1条件下,将油水界面张力降至1.2×10-3 mN·m-1的超低水平;可有效改变岩石表面润湿性,可将亲油表面改变为弱亲油表面,可将亲水表面改变为弱亲水表面;利用该Gemini表面活性剂配制的三元复合驱(ASP)驱油体系相比常规驱油体系,表现出更高的驱替效率.     

阳离子Gemini表面活性剂的静态吸附规律研究

为了认识阳离子Cemin表面活性剂（NNMB）的吸附特性,从时间、液固比、质量浓度、温度以及pH值等方面系统地研究了NNMB在净砂上的静态吸附性能。实验衷明：NNMB的吸附量随着电解质浓度及离子强度增加而增大,在碱性溶液中的吸附主要是靠静电作用。这为进一步探求有效抑制NNMB吸附损失的方法和研究其在驱油中的应用打下了基础。     

新型两性Gemini表面活性剂中间体的合成及结构表征

以N,N＇-二甲基乙二胺和溴代十二烷、溴代十四烷、溴代十六烷等为原料,以氢氧化钠为催化剂,以乙醇为溶剂,合成了新型两性甜菜碱型Gemini表面活性剂的中间体;利用红外光谱和核磁共振氢谱对所合成的表面活性剂中间体的结构进行了表征.结果表明,所合成的3种中间体产物AM12、AM14、AM16分子结构中各质子的化学位移在氢谱上均一一对应,进一步证实了所合成产物即为目标中间体.通过结构表征证明,所合成的产物结构与设计的目标产物结构相符.     

新型两性Gemini表面活性剂制备及表界面性能

目的以甲酸、甲醛、长链伯胺、环氧氯丙烷、甲醇和三氯甲烷为原料制备3种两性Gemini表面活性剂[(2,2''-硫酸钠-3,3''-烷基二甲基氯化铵)-N,N-丙烷基]甲胺(C₁₂SAPA、C₁₄SAPA和C₁₆SAPA)。方法 对产物结构进行了表征,比较了不同疏水链长度的表面张力、Krafft点和热稳定性,考查了3种两性Gemini表面活性剂抗温性、降低界面张力能力和提高采收率效果。通过FTIR和¹H-NMR确认了目标产物的合成。结果随着疏水链从C₁₂H₂₅ 增加到C₁₆H₃₃,临界胶束浓度(CMC)减小,γCMC表面张力增加。随着疏水链的增加,Krafft点增加,在9 ℃以上具有良好的溶解性。3种两性Gemini表面活性剂(C₁₂SAPA、C₁₄SAPA和C₁₆SAPA)的抗温能力分别可达153 ℃、157 ℃和150 ℃;抗盐性大小为:C₁₄SAPA＞C₁₂SAPA＞C₁₆SAPA,C₁₄SAPA抗盐性达到 5×10⁴ mg/L。降低油/水界面张力能力大小为:C₁₂SAPA＞C₁₄SAPA＞C₁₆SAPA,C₁₂SAPA和C₁₄SAPA效果更好,降低油/水界面张力能达到10-2的数量级。模拟油藏地层环境下,3种两性Gemini表面活性剂分别可提高采收率12.63%、10.91%和9.87%。结论合成的3种两性Gemini表面活性剂具有良好的表界面活性和驱油性能,在油藏提高采收率领域具有广泛的应用潜力。      

羧酸盐型Gemini表面活性剂的吸附性能研究

本文研究了自制羧酸盐型Gemini表面活性剂CGS-2的表面活性及NaCl对其表面活性的影响,并考察了液固比、吸附时间和浓度对CGS-2在砂岩表面静态吸附量的影响。结果表明,CGS-2水溶液的临界胶束浓度为0.0223 mmol/L,比普通单链表面活性剂月桂酸钠低2 3个数量级,表面张力最低可降至29.49 mN/m;适量加入NaCl可降低CGS-2溶液的临界胶束浓度。CGS-2在砂岩上的吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,液固比为30∶1、吸附时间为36 h,25℃下CGS-2的饱和吸附量为8.93 mg/g。图8表1参14     

孪连阴离子表面活性剂的合成和性能

以低聚乙二醇环氧甘油醚及长链脂肪醇为原料,BF_3-乙醚为催化剂先合成中间体二元醇,再经氯磺酸磺化,氢氧化钠中和制备了新型系列孪连硫酸酯基阴离子表面活性剂。较佳反应条件为：n(低聚乙二醇环氧甘油醚)：n(一元醇)：n(BF_3-乙醚)=1：2．05：0．2,反应温度80℃,反应时间5h,产率为82%；当n(混合中间体)：n(氯磺酸)=1：2．5时,磺化率大于97%。产物经硅胶柱层析分离后为白色固体,Krafft点低于-5℃,发泡力随链长增加而增加,临界胶束浓度和表面张力明显低于单链同类型表面活性剂。     

糖基双子表面活性剂合成现状

糖基双子表面活性剂是一类新型的具有高表面活性、生物安全性和生物降解性的绿色表面活性剂。它取材于天然的糖类原料,是一种环境友好型的材料,有着广泛的应用价值和发展前途。综述了糖基双子表面活性剂的合成途径、分离纯化现状,并就其今后的研究做出了展望。     

双季铵基邻苯二甲酸酯表面活性剂的合成及性能

采用N,N-二甲基乙醇胺与邻苯二甲酰氯反应得到二(二甲基胺基乙基)邻苯二甲酸酯(Ⅰ),然后Ⅰ再分别与正溴代十四烷和正溴代十六烷反应,经处理后得到邻苯二甲酸酯基Gemini表面活性剂SHZ14(双十四代邻苯二甲酸酯双子表面活性剂)和SHZ16(双十六代邻苯二甲酸酯双子表面活性剂),两步反应的总收率分别为46.1%和49.7%。采用最大气泡压力法和电导法分别测定了SHZ14和SHZ16的表面张力和临界胶束浓度,并考察了其增溶性、乳化性能和泡沫性能和Krafft点,发现均优于传统表面活性剂十四烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵,并且SHZ16的表面活性要稍好于SHZ14,说明双子表面活性剂性能要优于传统表面活性剂性能,同时碳原子个数增加,表面活性也略有增加。     

新型双联阴离子表面活性剂的合成与表面活性研究

以乙二胺、月桂酰氯、2-溴乙基磺酸钠为原料制备了阴离子型Gemini表面活性剂乙撑-双(N-乙磺酸-十二酰胺)钠盐(简称DTM-12)。以IR和~1H NMR对其结构进行了初步表征,考察了无机盐和醇对DTM-12表面活性的影响。结果表明;DTM-12水溶液的cmc为5.0×10~(-4)mol/L),γ_(cmc)为29.7 mN/m;DTM-12与DTAB组成的复配体系在摩尔比为3:7时,cmc可达1.06×10~(-4)mol/L,γ_(cmc)可达25.4 mN/m,优于十二烷基磺酸钠组成的复配体系。     

双子表面活性剂的合成与应用研究进展

简述了双子表面活性剂的发展历程,归纳双子表面活性剂的合成规律以及具有代表性的合成方法,解析其在洗涤行业、个人护理、新材料的制备、金属缓蚀等方面的广泛应用,最后阐述双子表面活性剂现在存在的一些问题及其未来的发展方向。     

以聚氧乙烯醚为连接基的烷基苯磺酸钠Gemini表面活性剂的合成和表面活性

 以脂肪酸、苯酚、聚乙二醇为原料,经酰化反应、酯化反应、Fries重排、氢化还原反应、磺化以及中和反应等步骤,合成出一系列含有不同长度聚氧乙烯醚中间连接基团（-(CH2CH2O)x-, x =1, 2, 3, 4, 8）的长链烷基苯磺酸钠Gemini表面活性剂。采用FT-IR、1H NMR 和电喷雾质谱(ESI-MS)对产物进行了结构鉴定。以Wilhelmy-plate法测定了该系列表面活性剂纯水溶液在30℃时的表面张力。结果表明,纯水溶液中表面活性剂的临界胶束浓度 (CMC) 数量级达到10-4 mol/L,临界胶束浓度下的表面张力 ( cmc) 在30~40 mN/m范围;随着中间连接基团长度(x = 1, 2, 3, 4, 8) 的增加,CMC先降低后升高,依次为5.94×10-4、1.88×10-4、1.16×10-4、1.12×10-4、5.18×10-4 mol/L;同时 cmc逐渐降低,分别为36.88、39.17、38.93、37.85、32.02 mN/m。此类表面活性剂具有比较好的表面活性。     

非对称双子季铵盐杀菌剂的中试合成及杀菌效果

为了解决长期使用1227季铵盐杀菌剂带来的微生物抗药性问题,以十二/十四烷基叔胺为原料,和环氧氯丙烷通过一步法工艺合成了一种非对称双子季铵盐,并成功进行了100kg的中试生产,目的产品转化率高达95%。此外,通过异养菌和铁细菌静态杀菌实验研究该非对称双子季铵盐的杀菌性能。实验结果表明:在40mg/L剂量,对异养菌的杀菌率在8h和16h分别为90.43%和80%以上;4h时对铁细菌的杀菌率高达96.79%,杀菌率在44h内能维持在95%～100%之间,优于常用杀菌剂1227的杀菌效果。最后,在"三泥"回收装置的循环水系统中投加该杀菌剂的应用试验表明:虽然夏季循环水的高温使细菌更易繁殖,但非对称双子季铵盐依然能将异养菌控制在1 000个/mL以下,有效抑制细菌的生长,杀菌率达到95%。     

多聚阳离子表面活性剂的制备及性能

以三乙烯四胺、环氧氯丙烷、叔胺为原料,无水乙醇作为反应溶剂,设计合成了一系列新型的多聚阳离子表面活性剂,对其结构进行了表征,考察了其水溶液的表面活性和界面性能及疏水碳链长度对性能的影响。结果表明:此类表面活性剂具有非常好的表界性能,最低表面和界面张力分别达到了27.6mN/m和0.004 5mN/m。