pH响应型双子表面活性剂的研究

发布时间：2018-01-07 04:19

  本文关键词：pH响应型双子表面活性剂的研究　出处：《西南石油大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：pH刺激响应性物质具有结构随着外界pH的变化而发生相应的调整,从而在性能上发生显著变化的基本特征。尤其是pH刺激响应型蠕虫状胶束在使用过程中具有粘度可调控,表面活性剂能循环利用的优点。这些特殊性质使其在油气田开发领域具有巨大的应用潜力。本论文以长链脂肪酸、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、对苯二酚等为原料,通过三步反应合成了一系列碳链长度不同的pH刺激响应型叔胺型双子表面活性剂Cm-A-Cm(m=8,10,12,14),通过FT-IR和1H NMR等手段对其结构进行了表征,并对Cm-A-Cm在水溶液中的表面活性和聚集行为进行了系统的研究。研究结果表明,Cm-A-Cm水溶液具有较高的表面活性,并且其气／液界面张力具有pH刺激响应性,并通过1H NMR和pH滴定证实了表面活性剂的结构随pH的变化规律。当m=14,pH=2.50时,其临界胶束浓度(cmc)为5.6 10-6mol L-1;当pH升高到6.50时,cmc降低为1.8 10-6mol L-1。当溶液的pH从2.0升高的12.0时,C12-A-C12溶液体系会经历5种状态的改变：水溶液,粘弹性流体,凝胶,悬浊液和析出的沉淀分散在体系中。通过流变性能测试、Cryo-TEM、DLS证明了溶液急剧增加是由于溶液中的表面活性剂的聚集状态由球状胶束转变成了蠕虫状胶束。这种转变发生在pH=2.50和6.81之间,并且可以通过HCl和NaOH来调控四次以上。m=8和10的35mM的Cm-A-Cm的水溶液也能通过改变pH来获得相似的胶束转变,但是对于m=14,在酸性和近中性条件下,都只观察到了蠕虫状胶束。以Cm-A-Cm和氯乙酸钠为原料,通过季铵化反应合成了不同碳链的两性型双子表面活性剂Cm-B-Cm(m=10和12),通过FT-IR和1H NMR等手段对其结构进行了表征,并对Cm-B-Cm在水溶液中的表面活性和聚集行为进行了系统的研究。研究结果表明,Cm-B-Cm水溶液在酸性、中性和碱性条件下都具有较高的表面活性,并且其气／液界面张力具有pH调控性能,且其cmc也随着溶液pH的增加而增加。当C10-B-C10水溶液的pH由5.6升高到8.5时,溶液粘度急剧增加。通过流变性能测试、Cryo-TEM、DLS证明了溶液急剧增加是由于溶液中的表面活性剂的聚集状态由球状胶束转变成了蠕虫状胶束。这种转变能在pH=5.60和6.80之间控四次以上。
[Abstract]:A series of pH - stimulating responsive tertiary amine surfactants Cm - A - Cm ( m = 8 , 10 , 12 , 14 ) have been synthesized by means of FT - IR and 1H NMR .

【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ423;TE39

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本文编号：1390955