三（十二烷基二甲基-2-羥丙基氯化銨）檸檬酸酯的合成及物理化學性質(zhì)研究.pdf

1、以異丙醇為溶劑，采用檸檬酸、環(huán)氧氯丙烷和十二烷基二甲基叔胺合成三(十二烷基二甲基-2-羥丙基氯化銨)檸檬酸酯(CTTAC)三聚季銨鹽陽離子表面活性劑。得到較佳工藝條件為n(檸檬酸)：n(十二烷基二甲基叔胺)：n(環(huán)氧氯丙烷)摩爾比為1.00:3.00:3.05，于85℃下反應12h，產(chǎn)率大于90％。研究了反應條件對CTTAC產(chǎn)率的影響。用紅外光譜、元素分析、H-NMR等方法對產(chǎn)物進行了結(jié)構(gòu)表征，并對反應機理進行了探討。 用表面張

2、力法研究了CTTAC在氣．液界面的吸附性質(zhì)，求取了表征CTTAC表面活性的參數(shù)cmc、γcmc、Γ、A，并與對應的單季銨鹽、二聚季銨鹽、以及文獻報道的三聚季銨鹽型陽離子表面活性劑作了對比。用電導法建立了三聚季銨鹽型表面活性劑膠團表面反離子解離度的數(shù)學模型，以此計算了CTTAC膠團表面的反離子解離度，并與常用經(jīng)驗公式作了比較。 以芘為熒光探針、十六烷基氯化吡啶(CPC)為猝滅劑，用穩(wěn)態(tài)熒光探針法測定了CTTAC的膠團聚集數(shù)Ⅳ。當用

3、芘的飽和水溶液為溶劑配制表面活性劑溶液，CPC的濃度取O．14)．3mm01．L-1范圍時，得到較好的結(jié)果。實驗結(jié)果表明當表面活性劑溶液濃度為6～10倍cmc時，Ⅳ隨表面活性劑濃度增大而線性增大。并可用外推法得到CTTAC的臨界膠團聚集數(shù)N=I.1867CcrrAc+11.7500 根據(jù)芘的I1/I3隨CTTAC水溶液濃度的變化，測定的CTTAC的cmc值與用表面張力法測量的cmc值比較吻合。實驗數(shù)據(jù)表明，對于膠團聚集數(shù)<100

4、的體系，穩(wěn)態(tài)熒光探針法是較為準確的測定方法。并通過不同Ⅳ值條件下膠團形狀參數(shù)的計算對膠團的結(jié)構(gòu)及形狀與膠團聚集數(shù)的關(guān)系進行了分析。 建立了三聚季銨鹽型陽離子表面活性劑膠團的質(zhì)量作用模型，計算了不同溫度下CTTAC在水溶液中形成膠團時的熱力學函數(shù)變化△G0m、△H0m、△S0m，并對CTTAC在水溶液中形成膠團過程的特點進行了描述。計算結(jié)果表明CTTAC在水溶液中具有自發(fā)聚集成膠團的趨向；溫度對膠團聚集的難易程度影響不大；CTTA

5、C在水溶液中形成膠團過程的熱力學函數(shù)變化：△G0m＜0，△H0m>0△S0m＞0；CTTAC分子單體在溶液中與水分子的作用相對較弱，不會產(chǎn)生強烈有序的“冰山”效應。 通過測定CTTAC與中性水溶性聚合物聚乙烯醇(PVA)混合體系的粘度、電導、表面張力、紫外光譜與熒光光譜，研究了CTTAC與PVA之間的相互作用。結(jié)果表明CTTAC/PVA混合溶液體系具有異常的粘度行為，而且PVA濃度對混合溶液體系的電導、表面張力、臨界膠團濃度和膠

6、團聚集數(shù)產(chǎn)生了一定影響，說明CTTAC與PVA存在較強的相互作用。CTTAC/PVA混合溶液的電導率在I臨界膠團濃度(cmc)以下隨著PVA濃度的增加而增加，在臨界膠團濃度以上隨著PVA濃度的增加而降低；當PVA濃度為lg/L時，CTTAC/PVA混合溶液的臨界膠團濃度由0.33mmol/L降為0．15mmol/L-1；最大紫外吸收峰發(fā)生了紅移；膠團聚集數(shù)由單組份表面活性劑體系的9～16個降低為3～9個。 用分光光度法和增溶法相