胶束共聚法制备丙烯酰胺二元共聚物及其性能评价

以氧化还原体系为引发剂,采用自由基胶束共聚合法制备了疏水缔合型二元共聚物聚(丙烯酰胺/N-辛基丙烯酰胺)P(AM-C8AM)。考察了引发剂用量、引发温度、单体浓度、疏水单体含量、添加剂用量对疏水缔合水溶性聚合物相对分子质量的影响。结果表明,引发剂质量分数为0.01%,单体总质量分数为25%,尿素的质量分数为2%,甲酸钠的质量分数为0.002%,乙二胺四乙酸二钠的质量分数为0.004%,引发温度为15℃时,成功合成了疏水缔合型丙烯酰胺,相对分子质量为1258.43。测定了聚合物水溶液的表观黏度,考察了其耐温抗盐性,在80℃时黏度仍能达到71.6mPa·s,黏度保持率为58.35%。并将其与普通均聚物进行了对比。     

系列十六烷基邻二甲苯磺酸盐异构体的合成与结构表征

 以邻二甲苯为原料,经Friedel-Crafts酰基化反应、格氏反应、加氢还原反应等步骤合成出8种十六烷基邻二甲苯磺酸钠的异构体。通过正交试验确定了合成中间体3,4-二甲基苯基十六烷基苯酮的最佳工艺条件,即正十四酰氯滴加温度25℃,邻二甲苯与正十四酰氯的摩尔比为3:1,反应温度60℃。在该条件下,3,4-二甲基苯基十六烷基苯酮的收率可达88.23%～90.63%。采用红外光谱、核磁共振氢谱对中间体的结构进行了表征,采用电喷雾质谱对所合成的8种十六烷基邻二甲苯磺酸钠的异构体的结构进行了表征。结果表明,合成中间体及最终产物的分子结构与所设计的分子结构相符。     

阴-非Gemini聚醚磺酸盐表面活性剂起泡性能

阴-非Gemini聚醚磺酸盐以不同氧乙烯（EO）结构单元的脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-3、AEO-5、AEO-7）、1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、马来酸酐等为原料合成。结构式命名为ANG n-m-n,n=3、5、7(分别代表C₁₂H₂₅O（C₂H₄O）₃H、C₁₂H₂₅O（C₂H₄O）₅H、C₁₂H₂₅O（C₂H₄O）₇H),m=Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（分别代表乙二醇、丙二醇、丁二醇）。测定了9种不同结构的阴-非Gemini聚醚磺酸盐表面活性剂的起泡性能。结果表明,在质量分数为0.2%、EO结构单元相同时,随着链接基链长的增加,起泡高度逐渐增大;链接基相同时,随EO结构单元的增加,起泡高度逐渐增大,总体上链接基越短,泡沫稳定性越好。随着盐浓度增加,ANG 7-Ⅳ-7起泡高度和半衰期(t_1/2)先增加后降低。NaCl质量浓度为20g/L时的起泡高度为167.2 cm,t_1/2为1163 s;CaCl2质量浓度为1 g/L时的起泡高度为161.4cm,t_1/2为1131 s。随着温度升高,起泡高度先增加后减小,在50C时达到最大值151.5cm,t_1/2逐渐降低。随着不同醇体积分数增加,起泡高度和t_1/2先增加后降低,最佳醇加量为乙醇4%、异丙醇3%、正丁醇2%。     

羧酸盐型Gemini表面活性剂的合成、表面性能及其胶束化热力学

以二乙烯三胺、氯乙酸钠、月桂酰氯为主要原料,合成了一种新型的羧酸盐型Gemini表面活性剂(3C_(12)taDA),其结构用FTIR,~1H NMR进行了表征。通过铂金板法测定了不同温度下3C_(12)taDA水溶液的临界胶束浓度(CMC)和表面张力(γ_(CMC)),并研究了胶束化行为。结果表明,298.15 K下,3C_(12)taDA的CMC值为0.37 mmol/L,γ_(CMC)=25.56 mN/m;随着温度的升高,3C_(12)taDA的CMC值和γ_(CMC)值逐渐降低。胶束化热力学计算结果表明,胶束化过程是一个由熵驱动的自发吸热过程。另外,3C_(12)taDA还具有良好的乳化性能和泡沫性能。     

碳酸钠对2,3-二甲基-5-(5'-十六烷基)苯磺酸钠在油水界面聚集行为的影响

采用联合原子模型通过分子动力学模拟方法研究了2,3-二甲基-5-(5'-十六烷基)苯磺酸钠(C16-5OXS)在油水界面聚集行为,并考察了弱碱碳酸钠对C16-5OXS聚集行为的影响。模拟结果表明,C16-5OXS可以在油水界面处形成单分子层结构,随着碳酸钠质量浓度增加,界面膜厚度不断降低;碳酸钠质量浓度较低时,并未对C16-5OXS分子的双电层结构产生较大的影响,但当w(Na2CO3)=1.2%时,C16-5OXS分子极性头基的固定层厚度由0.100 nm下降到0.082 nm;同时,C16-5OXS分子的亲水基团占有面积也不断减小,表明C16-5OXS分子在油水界面排列得更加紧密;疏水尾链序参数也随着碳酸钠质量浓度的增加而不断的增加,表明碳酸钠还可以改变疏水尾链在油相中的构象,在微观层次上对弱碱碳酸钠与C16-5OXS分子作用机理进行了描述。     

系列烷基芳基磺酸盐的自由能微扰计算

采用分子动力学的方法模拟了9种系列烷基芳基磺酸盐在真空和水溶液环境下的结构与相互作用。利用自由能微扰方法计算了9种结构的水合自由能,结果表明:随着芳环向长烷基链的中间位置移动,胶束化能力下降,随着芳环上长烷基链碳数的增加、随着芳环上短烷基链个数的增加和短烷基链碳数的增加,胶束化能力提升;通过对自由能的力的分解和原子对的径向分布函数分析,揭示了胶束的驱动力是疏水效应综合作用的结果;根据氢键的图形定义,分析了系列表面活性剂极性头与周围水分子的氢键相互作用,发现氢键的数目能增强或者减弱分子脱离胶束体的趋势,进而影响胶束的稳定性;同时计算了水分子中氢键的生存周期。     

杯芳烃基低聚表面活性剂的合成与表面性能

以对叔丁基苯酚、甲醛为主要原料合成杯芳烃母体对叔丁基杯[n]芳烃(n=4,6,8);以1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯为醚化试剂,经Williamson醚化反应,合成出6种杯芳烃基低聚表面活性剂。利用IR表征了中间体和最终产物的结构,确定了化合物的结构与所设计的分子结构相同。用染料法对所合成产物进行了定性鉴定,并用滴体积法测定了表面活性剂水溶液25℃时的表面张力。结果表明,随着杯芳烃空腔的逐渐增大,cmc值降低,γcmc值升高,Γcmc值下降,Am值升高。     

AM/NaAA双水相共聚反应合成HPAM研究

以丙烯酰胺与丙烯酸钠为原料,在聚乙二醇水溶液中进行双水相共聚合反应。探讨了分散介质对双水相共聚合反应的影响,考察了共聚单体摩尔配比、共聚单体与分散介质摩尔比、引发体系、聚合温度、乳化剂对HPAM-PEG-水乳液体系稳定性、单体残留量以及HPAM特性粘数的影响。研究发现共聚单体与分散介质摩尔比为0.125～1.0,聚合温度为45℃以上时才能得到相对稳定的聚合物双水相乳液体系,所得水乳液体系稳定性长达15个月以上。采用Span80和Tween80复配作为乳化剂效果好,水乳液体系的最佳HLB值为9.65。     

辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐界面行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟(MD)的方法在分子层面上考察辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(OPES)在油-水界面的界面行为。模拟结果表明:辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐可以大幅降低油-水界面的界面张力,在OPES浓度达到饱和浓度时,系统界面张力仅为3.85 mN·m^-1;OPES中磺酸基是主要亲水基团,具有良好的亲水性;温度在318~373 K时,界面张力由24.63 mN·m^-1下降到17.43 mN·m^-1,这说明OPES具有良好的抗高温性能;当Na⁺浓度在1%~5%的环境下OPES性质稳定,界面张力仅有4.47 mN·m^-1的小幅增加,因此OPES具有良好的耐盐性,并且其对Na⁺的耐盐性能好于对Ca²⁺的耐盐性。     

聚丙烯透明成核剂的研制

以对乙基苯甲醛和山梨醇为原料,对甲苯磺酸为催化剂,在环己烷和甲醇的混合溶剂中合成了1,3：2,4-二亚（对乙基）苄基山梨醇透明成核剂.通过正交试验确定了最佳合成工艺条件：对乙基苯甲醛与山梨醇的摩尔比为2.2：1,催化剂用量（以山梨醇质量计）为1.5%,混合溶剂环己烷与甲醇体积比为2：1.在此工艺条件下,产物收率可达95%以上.采用红外光谱分析了产物结构.