磺酸聚醚型高分子表面活性劑的合成、表征及性能研究.pdf

1、本文以聚縮水甘油芐基醚為預(yù)聚體,設(shè)計(jì)合成了新型磺酸聚醚型高分子表面活性劑。研究了不同分子量,不同磺化度,不同組成的磺酸聚醚,并探討了磺酸聚醚型表面活性劑在水溶液中的吸附控制過程,重點(diǎn)考察了組成,濃度,分子量,磺化度對吸附過程的影響。 1 單體的精制及表征采用減壓蒸餾,提純了縮水甘油芐基醚(BzGE)和縮水甘油丁基醚(BGE)單體,并用紅外和核磁共振對單體進(jìn)行了表征。 2 磺酸聚醚的合成與表征以氫氧化鉀引發(fā)聚合了縮水甘油芐

2、基醚和縮水甘油丁基醚,得到了不同分子量、不同組成的聚醚預(yù)聚體。用IR、NMR和VPO對聚醚預(yù)聚體進(jìn)行了表征和歸屬,重點(diǎn)研究了聚醚的NMR波峰歸屬和均聚聚醚的聚合統(tǒng)計(jì)動(dòng)力學(xué)分布。然后使用濃硫酸對聚醚預(yù)聚體進(jìn)行了磺化,得到不同磺化度的磺酸聚醚,并用IR、NMR對磺酸聚醚進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：使用不同的單體與引發(fā)劑比例,可以得到不同分子量的均聚醚,控制不同的加料比,可以得到不同組成的共聚聚醚預(yù)聚體；均聚聚醚的聚合動(dòng)力學(xué)符合一級Markov統(tǒng)計(jì)

3、分布,鏈段平均長度為0.9838,全同與間同異構(gòu)體的平均鏈段長度分別為nm=1.673和nr=2.28;共聚聚醚為AB型嵌段聚合物,BzGE的陰離子反應(yīng)活性大于BGE。隨著磺化劑用量的不同可以得到不同磺化度的磺酸聚醚,隨著磺化劑用量的加大,磺酸聚醚的磺化度同樣也增大。 3 磺酸聚醚結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系對磺酸聚醚水溶液的動(dòng)態(tài)表面張力進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明磺酸聚醚具有強(qiáng)的表面張力時(shí)間效應(yīng)。本文還研究了磺酸聚醚溶液組成,濃度,分子量

4、,磺化度,溫度對動(dòng)態(tài)表面性能的影響,并且應(yīng)用Word-Tordai方程對磺酸聚醚動(dòng)態(tài)表面性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:BGE鏈段的增加,濃度增加,分子量的減小,磺化度的降低,溫度的升高都有利于動(dòng)態(tài)表面性能的提高。在吸附過程中,發(fā)現(xiàn)磺酸聚醚的擴(kuò)散系數(shù)發(fā)生較大的變化,表明吸附動(dòng)力學(xué)發(fā)生了改變,進(jìn)一步計(jì)算出不同溫度,不同組成磺酸聚醚的擴(kuò)散系數(shù)(D)和吸附勢壘(Ea)。 對磺酸聚醚水溶液的平衡表面張力進(jìn)行研究,研究發(fā)現(xiàn)磺酸聚醚的臨界膠束濃度

5、(CMC),與分子量有關(guān),分子量低,CMC值較小,進(jìn)一步用Gibbs方程計(jì)算了不同溫度下磺酸聚醚的表面吸附量(г)和分子截面積(A);對比均聚磺酸聚醚與共聚磺酸聚醚的平衡表面性能,發(fā)現(xiàn)引入BGE鏈段越多,越有利于表面張力的下降和分子截面積減小?；撬峋勖言谒芤褐腥芙庑粤己茫凰芤旱钠鹋菪院团菽€(wěn)定性較低,隨著分子量的增加和BGE鏈段的增加,起泡性和泡沫穩(wěn)定性增加；鈣皂分散力比C12LAS低,但在分散穩(wěn)定性上要優(yōu)于十二烷基苯磺酸鈉(C12