乙二醇基Gemini表面活性剂合成、性能及应用研究

发布时间：2020-06-21 20:22

【摘要】：Gemini表面活性剂由两个传统的单亲水头基和两个单疏水烷基链在亲水基或靠近亲水基处通过连接基连接起来的新型表面活性剂。与传统单链表面活性剂相比,Gemini表面活性剂具有更高的表面活性、更低的临界胶束浓度(cmc),广泛应用于基因传输、药物靶向、新材料制备及分子自组装等领域。近年来随着国内煤制乙二醇技术的成熟化,乙二醇的产量逐年大幅度增加,因此非常有必要针对乙二醇下游产品的精细化开展相关基础、应用研究,而以乙二醇为原料合成Gemini表面活性剂是实现乙二醇精细转化的有效途径之一。基于上述原因,本文以乙二醇为起始原料合成了系列新型乙二醇基Gemini表面活性剂,主要研究内容如下:论文设计了乙二醇酯基型季铵盐Gemini表面活性剂、乙二醇羟基型季铵盐Gemini表面活性剂和乙二醇磺酸盐型Gemini表面活性剂三种乙二醇基Gemini表面活性剂的合成路线,并对系列产物的合成进行了探索研究。通过实验,成功合成了六种乙二醇酯基型季铵盐Gemini表面活性剂。在打通合成路线的基础上,对乙二醇酯基型季铵盐Gemini表面活性剂的合成反应条件进行了优化,采用核磁共振对产物结构进行了分析。采用表面张力仪测定了系列乙二醇酯基型季铵盐Gemini表面活性剂溶液的表面张力,并通过cmc、γ_(cmc)等参数对表面活性剂的性质进行了评价。研究发现,系列乙二醇酯基型季铵盐表面活性剂溶液的表面张力(γ_(cmc))均随浓度的增大呈先下降后趋于稳定,而临界胶束浓度均随疏水链的增长而减小。疏水链的长度对表面张力有一定影响,当疏水烷基碳链为14时,γ_(cmc)最小,其表面活性最高。采用平衡接触角测量仪测定了系列乙二醇酯基型季铵盐Gemini表面活性剂溶液在石蜡、聚四氟乙烯、萝呮叶三种固体表面的平衡接触角,并结合cmc、γ_(cmc)等数据得到粘附功、浸湿功、铺展系数等参数,以此评价系列表面活性剂在三种固体表面的润湿性能。系列乙二醇酯基型季铵盐Gemini表面活性剂溶液在石蜡、聚四氟乙烯、萝呮叶表面的平衡接触角均随表面活性剂溶液浓度的增大而下降,最后趋于稳定。系列表面活性剂溶液在聚四氟乙烯膜和萝呮叶表面的接触角变化不大,但14-2-14型乙二醇基Gemini表面活性剂溶液可使萝呮叶表面由疏水性转变为亲水性;系列表面活性剂在石蜡表面的接触角变化较大,且六种均能使石蜡表面由疏水性转变为亲水性。在六种乙二醇基Gemini表面活性剂中,14-2-14的表面活性最好。采用动态接触角测量仪测定了系列乙二醇酯基型季铵盐Gemini表面活性剂溶液在石蜡、聚四氟乙烯、荷叶三种固体表面的动态接触角,研究发现乙二醇酯基型季铵盐Gemini表面活性剂溶液在三种固体表面的动态接触角均随时间的延长而逐渐下降,最后趋于稳定。14-2-14对聚四氟乙烯膜和石蜡膜的润湿效果最好,而12-2-12、14-2-14对荷叶叶面润湿效果较好。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ423
【图文】：

图 1-2 阴离子表面活性剂在带正电荷固体表面上吸附. 1-2 Anionic surfactant adsorbs on the surface of a positively chaaria 等[16]指出表面活性剂的特征之一是倾向于以定向排油基团朝向空气）吸附在表/界面上。研究表明：（1）定了许多工业过程中表面活性剂的性能，如矿石浮选制和去污力等；（2）表面活性剂分子在表/界面处的定吸附的影响，其在表/界面处的吸附行为取决于相互之共价键、氢键、疏水键和各种物质的溶剂化等。溶质部浓度或表面浓度增加，当相互作用增强时，局部浓称为表面过量[17-18]。hu 等[19]发现表面活性剂溶液在固体表面的吸附通常表性物质通过表面活性剂分子和固体界面之间的相互作作用）被吸附；第二步，表面活性物质通过吸附的表

而对表面活性剂的性能进行评价。实际生产中对农作物进行大面积喷洒农药溶液时，有些农作物叶片不易粘附农液滴，使大量农药不但不能发挥作用，而且造成环境污染。荷叶（Lotus Leaf，简写LL）是植物中最典型的超疏水表面，水滴在荷叶表面呈球形，基本无法润湿。与荷表面类似极难润湿的疏水性植物表面还有萝呮叶（Metaplexis Leaf，简写为 ML），其面在微观上具有粗糙结构并具有非极性角质层蜡，疏水性较强。故本文选择萝呮叶荷叶两种强疏水性植物表面为研究对象，通过考察系列乙二醇基 Gemini 表面活性在种表面的润湿情况，对表面活性剂的性能进行评价，并期望扩展自行合成的系列表活性剂在农药领域的应用。在实验中将水滴到石蜡、聚四氟乙烯、荷叶、萝呮叶表面，水均不能在四种表润湿、铺展，而是以液滴形式存在，具体见 1-9～图 1-12。在 25oC 条件下，实验测蒸馏水在石蜡、聚四氟乙烯、萝呮叶、荷叶表面上的平衡接触角分别为 123.1o、141156o、161.5o说明四种表面均为疏水性表面。

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6 吴英柯;高党鸽;吕斌;马建中;;Gemini表面活性剂在制革工业中的应用[J];中国皮革;2010年23期

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本文编号：2724590