新型非离子型氟碳表面活性剂的合成及性能研究

发布时间：2016-11-13 16:49

  本文关键词：氟碳表面活性剂的合成及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

《上海交通大学》 2011年

新型非离子型氟碳表面活性剂的合成及性能研究

张昱  

【摘要】：氟碳表面活性剂具有高表面活性、热稳定性、化学稳定性和既憎水又憎油等特性,是特种表面活性剂中的重要成员。由于具有很多碳氢表面活性剂不具备的优异性能,氟碳表面活性剂在合成洗涤剂、化妆品、食品、感光材料、油墨、塑料等方面得到广泛的应用。 本文以六氟环氧丙烷与不同分子量的壬基酚聚氧乙烯醚为原料,合成一系列新型的非离子型氟碳表面活性剂,用FTIR和NMR对产物的结构进行表征和分析,再对其表面活性、表面吸附性能、化学稳定性、浊点等性能进行详细测试和计算。 研究结果表明,此类氟碳表面活性剂在水溶液中具有非常优异的表面活性:有极低的临界胶束浓度(在10-5~10-6mol/L范围内)和较低的临界表面张力(30mN/m以下);利用Gibbs公式计算这类表面活性剂的表面吸附性能,证明其分子在液面紧密排列;研究其在酸碱溶液中的表面活性证明其具有很高的化学稳定性能在强酸碱环境中使用;测量浊点确定其适用于室温及更高的温度。 鉴于合成的此类聚合物具有如此优异的综合性能,且其合成方法简便,对设备的要求不高,成本相对低廉,及对环境的相对友好,有望成5为全氟辛酸类表面活性剂的替代品,在石油工业、消防领域、涂料应用、表面处理及造纸工业等领域发挥重要作用。

【关键词】：
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TQ423.2
【目录】：

摘要4-6

ABSTRACT6-10

前言 研究意义与研究内容10-12

第一章 综述12-29

1.1 表面活性剂发展史12-13

1.2 表面活性剂的结构与分类13-15

1.2.1 表面活性剂的结构13-14

1.2.2 表面活性剂的分类14-15

1.3 氟碳表面活性剂15-29

1.3.1 氟碳表面活性剂的历史16

1.3.2 氟碳表面活性剂的结构与分类16-19

1.3.3 氟碳表面活性剂的特性19-21

1.3.4 氟碳表面活性剂的合成方法21-23

1.3.5 氟碳表面活性剂的应用23-26

1.3.6 氟碳表面活性剂的研究现状26-27

1.3.7 发展趋势27-29

第二章 氟碳表面活性剂的制备与结构表征29-39

2.1 实验药品与仪器29-30

2.2 合成路线及步骤30-32

2.2.1 合成路线30-31

2.2.2 合成步骤31-32

2.3 结构表征方法32

2.3.1 红外光谱32

2.3.2 核磁共振32

2.4 结果与讨论32-38

2.4.1 红外光谱结果与讨论32-34

2.4.2 核磁共振波谱结果与讨论34-38

2.5 本章小结38-39

第三章 氟碳表面活性剂的表面性能研究39-57

3.1 实验部分40-42

3.1.1 仪器与试剂40

3.1.2 表面张力测试方法40-41

3.1.3 Gibbs 公式的应用原理41-42

3.2 结果与讨论42-56

3.2.1 C_9H_(19)C_6H_40(CH_2CH_20)_nC_9F_(17)0_3 水溶液的表面张力42-45

3.2.2 C_9H_(19)C_6H_40(CH_2CH_20)_nC_9F_(17)0_3 水溶液的临界胶束浓度cmc45-48

3.2.3 C_9H_(19)C_6H_40(CH_2CH_20)_nC_9F_(17)0_3 水溶液的表面吸附现象48-51

3.2.4 C_9H_(19)C_6H_40(CH_2CH_20)_nC_9F_(17)0_3 的效本因子pC20、CMC/C20 与ΠCMC51-52

3.2.5 C_9H_(19)C_6H_40(CH_2CH_20)_nC_9F_(17)0_3 的亲水亲油平衡值52-56

3.3 本章小结56-57

第四章 氟碳表面活性剂的其他性能与应用研究57-64

4.1 实验部分57-58

4.1.1 仪器与试剂57

4.1.2 化学稳定性测试方法57-58

4.1.3 浊点测试方法58

4.2 结果与讨论58-63

4.2.1 化学稳定性58-61

4.2.2 C_9H_(19)C_6H_40(CH_2CH_20)_nC_9F_(17)0_3 的浊点61-63

4.3 本章小结63-64

第五章 全文总结64-66

参考文献66-72

致谢72-73

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文73

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