不對稱Gemini型烷基糖苷的合成及性能研究.pdf

1、隨著全球表面活性劑使用量的逐年增長，以及人們環(huán)保意識的不斷提高，大量使用表面活性劑所帶來的環(huán)境問題也日漸受到關(guān)注。一些難降解的表面活性劑存在于土壤中，會使土壤的理化性質(zhì)發(fā)生明顯變化，對土壤中生物也有一定影響。這些表面活性劑被生物攝入體內(nèi)后，會使機體免疫能力下降，對神經(jīng)系統(tǒng)也有副作用。因此，開發(fā)安全高效的環(huán)境友好型表面活性劑成為研究熱點。
　　以天然可再生資源為原料的綠色表面活性劑及其衍生物代表了新一代綠色表面活性劑的發(fā)展方向。它們

2、既有較高的表面活性，在自然界中又能夠快速、有效降解。在眾多的綠色溫和型表面活性劑中，烷基糖苷可以算作其中代表，對其表面性能的改性研究從未停止過。為進一步提高烷基糖苷的表面活性，與一種高表面活性的結(jié)構(gòu)結(jié)合是一種制得深入研究的途徑。
　　鑒此，本文將表面性能優(yōu)異的Gemini結(jié)構(gòu)鍵合至生物質(zhì)表面活性劑烷基糖苷（APG）結(jié)構(gòu)之中，產(chǎn)生出一種新型高效綠色表面活性劑，即不對稱Gemini型烷基糖苷（AGAPG）；對其表面性能進行表征，并與對

3、稱Gemini型烷基糖苷(SGAPG)進行比較，研究AGAPG與目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的表面活性劑進行復(fù)配后的表面應(yīng)用性能；隨后，使用透射電鏡觀察了AGAPG與SGAPG水溶液中的膠束聚集形態(tài)，并與原料APG進行了比較。
　　具體步驟為：首先采用十二醇與葡萄糖制得烷基糖苷，接著生成氯代烷基糖苷，再與二乙胺反應(yīng)制得糖苷基叔胺；以糖苷基叔胺作為Gemini型表面活性劑的極性頭，與1,2-二氯乙烷反應(yīng)生成對稱Gemini型烷基糖苷；以糖苷基

4、叔胺、十二、十四、十六烷基二甲基叔胺為極性頭，與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成不對稱Gemini型烷基糖苷。采用FT-IR、1H NMR及元素分析對產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)分析；對Gemini型烷基糖苷臨界膠束濃度（CMC）、表面張力、親水親油平衡（HLB）值、泡沫性能、乳化性能、潤濕性能、去污力、耐酸堿性等一系列性能進行測試。最后，將不對稱Gemini型烷基糖苷與常用陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(LAS)、陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)

5、及非離子表面活性劑聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯(Tween80)進行復(fù)配，并對復(fù)配體系的表面張力、泡沫性能、乳化性能、潤濕性能進行評價。
　　所得結(jié)論如下：
　　(1)在合成一系列AGAPG的過程中，合成中間體2（糖苷基叔胺）的最佳工藝條件為：n(二乙胺):n(氯代糖苷)=1.25，50℃下反應(yīng)8h，反應(yīng)產(chǎn)率可達57.7％。系列AGAPG的最佳合成工藝為：n(中間體1):n(中間體2)=1.4，其中中間體1為N,N-二甲基-(

6、3-氯-2-羥丙基)-十二、十四、十六烷基氯化銨，反應(yīng)時間7h，所得C12-、C14-、C16-AGAPG的產(chǎn)率分別為52.4%、50.1%、49.7%。
　　(2)系列AGAPG的臨界膠束濃度CMC均在0.025g/mL左右，C12-、C14-、C16-AGAPG的表面張力分別為22.8mN/m，23.0mN/m，23.2mN/m，對應(yīng)的HLB值范圍在10-13之間，具有較好的親水性；AGAPG洗滌時產(chǎn)生泡沫量少，且泡沫穩(wěn)定性好

7、，適用于低泡操作；其乳化性能優(yōu)異，雖潤濕性能一般，但仍有一定潤濕性；去污力強，略遜于市售雕牌洗滌劑，但優(yōu)于原料APG與SGAPG；其Kraft點低于0℃，在pH為3.470-12.521的范圍內(nèi)均能保持較高的表面活性；系列AGAPG在臨界膠束濃度時的表面張力低于SGAPG，在泡沫性能、乳化性能、去污力方面均優(yōu)于SGAPG，應(yīng)用范圍廣泛。
　　(3)系列AGAPG表面活性劑與常用的陰離子表面活性劑(LAS)、陽離子表面活性劑(CTA