季铵盐低聚表面活性剂的合成及其性能

发布时间：2020-03-21 10:49

【摘要】：相比较于传统的单链表面活性剂,低聚表面活性剂由于其特殊的分子结构,具有更高的表面活性以及更低的临界胶束浓度,具有更广阔的应用前景。目前,人们对季铵盐型Gemini(二聚)表面活性剂研究较多,但关于其三聚、四聚乃至更高聚合度的表面活性剂报道研究较少。本课题组依据以往合成Gemini表面活性剂的经验,借鉴Gemini表面活性剂的结构特点,以季戊四醇为核,合成了树枝状的季铵盐型四聚表面活性剂(4Cntetra Q,n=12,14,16),并研究其物化性能和应用性能,其主要内容以及研究结果如下:1.以季戊四醇、环氧氯丙烷、叔胺为原料合成了一系列的季铵盐型四聚表面活性剂,同时,通过熔点测定了其纯度,并利用红外光谱、核磁共振等现代精密仪器对其分子结构进行表征,分析结果与分子的理论结构一致;2.测定了4Cntetra Q的溶解度以及克拉夫特点,其中4C12tetra Q和4C14tetra Q相比较于4C16tetra Q具有更好的溶解度以及更低的克拉夫特点,这说明它们有更广泛的应用范围;3.在25℃下,用QBZY-2全自动表面张力仪通过铂金版法测定了4C12tetra Q、4C14tetra Q、4C16tetra Q三种表面活性剂的表面张力和临界胶束浓度(cmc),其中cmc分别为0.37mmol/L,0.046mmol/L,0.00547mmol/L,相比较于单链表面活性剂DTAB(15.7 mmol/L),具有更高的表面活性剂;4.通过分水时间法测定了4Cntetra Q对液体石蜡的乳化效果,结果表明4Cntetra Q的乳化能力比传统的单链表面活性剂(DTAB)更强,另外烷基链长度为16的低聚表面活性剂乳化性能最好;5.通过Ross-miles法测定了4Cntetra Q起泡性和稳泡性,并与单链表面活性剂DTAB的乳化性能对比,结果表明4Cntetra Q泡沫性能比DTAB更好;6.测定了不同温度下4CntetraQ的电导率,并通过电导率和浓度的关系曲线得到反离子结合度(β)和临界胶束浓度(cmc),25℃下测得的cmc与铂金板法测得的cmc值一致;研究了cmc与表面活性剂分子结构、温度的关系,结果表明碳链越长,温度越低,cmc值越低;研究了4Cntetra Q在水溶液中的胶束化行为,结果表明4C12tetra Q、4C14tetra Q、4C16tetra Q三种表面活性剂在水溶液中的胶束化过程是自发的,并且,随着疏水烷基链长度的增加,ΔGo mic逐渐降低;7.在25℃,通过稳态荧光探针法测定季铵盐型四聚表面活性剂的cmc值和胶束聚集数,其中cmc值与铂金板法和电导率法测定的cmc值一致;8.通过绝迹稀释法重点探究了4C12tetra Q对油田污水中的硫酸盐还原菌(SRB)的杀菌性能,结果表明,相比较于传统的杀菌剂“1227”,在浓度均为15 mg/L时,4C12tetra Q的杀菌率远高于1227,高达95.1%;9.通过失重法、电化学法等重点考察了4C12tetra Q的缓蚀性能,结果表明,4C12tetra Q在A3碳钢表面的吸附符合朗格缪尔吸附模型;在4C12tetra Q的浓度为45mg/L时,缓蚀效率达到95.8%;通过扫描电子显微镜(SEM)等现代精密仪器从微观角度证明了4C12tetra Q的高缓蚀性能。
【图文】：

表面活性剂,联接基团,表面活性,二聚表面活性剂

机化合物[1-3]。它们通常是两性化合物，即分。在水溶液中，由于其疏水基团的相互作用，生有序的排列，从而降低水的表面张力。但时，由于离子头基之间电荷斥力、由水化作们很难在气液界面紧密地排列[5-7]。为了从根团将离子头基，通过共价键作用使表面活性聚表面活性剂更高的表面活性和更广泛的实聚合度的表面活性剂的开发与合成成为人们的剂的简介剂是由联接基团通过化学键将两个或者两个化合物，是介于单链表面活性剂和聚合物表若表面活性剂分子含有一个联接基团、两个表面活性剂被人们称之为二聚表面活性剂，，也991年首次合成双烷基双亲水基表面活性剂，来。如图 1-1：

三聚,表面活性剂,课题组,甲胺

Zana[9]课题组以甲胺为原料合成了季铵盐型三聚表面活性剂 (图1-2)；Regen 课题组[10]以苯环为原料，合成了季铵盐型四聚表面活性剂(图 1-3)。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O647.2

【参考文献】