m-n-m型Gemini雙季銨鹽表面活性劑的合成及性能研究.pdf

1、Gemini雙季銨鹽表面活性劑是由兩個傳統(tǒng)的單鏈單親水頭基表面活性劑通過連接基連接形成的雙子表面活性劑，這種特殊的結(jié)構(gòu)使其有較傳統(tǒng)表面活性劑更優(yōu)異的表面性質(zhì)，如較高的表面活性、較低的CMC、較高的殺菌性、較強(qiáng)的潤濕性和優(yōu)良的乳化性等，因此其在三次采油、環(huán)境保護(hù)、金屬防蝕等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，但Gemini雙季銨鹽表面活性劑的合成成本較高且目前市售的Gemini雙季銨鹽表面活性劑種類較少，導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。
　　本論文以N,N-

2、二甲基十四胺與1，8-二溴辛烷反應(yīng)生成14-8-14型Gemini雙季銨鹽表面活性劑為模型反應(yīng)優(yōu)化了反應(yīng)條件，結(jié)果表明，當(dāng)N，N-二甲基十四胺的用量為5 mmol，N，N-二甲基十四胺與1，8-二溴辛烷的摩爾比為2.2∶1、溶劑乙腈用量為10mL、在80℃下反應(yīng)24 h時的收率最高。在此條件下共合成了24種m-n-m型Gemini雙季銨鹽表面活性劑，反應(yīng)收率均大于80％，采用1HNMR對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上

3、，采用吊環(huán)法對產(chǎn)物的表面張力進(jìn)行了測定，分別研究了疏水烷基鏈、連接基對Gemini雙季銨鹽表面活性劑表面活性的影響，研究發(fā)現(xiàn):(1) m-n-m型Gemini表面活性劑具有很好的表面活性和很低的CMC。當(dāng)連接基n相同時，隨著疏水烷基鏈的增長（m＞10時）Gemini雙季銨鹽表面活性劑的表面張力呈現(xiàn)先降低后增加趨勢，當(dāng)m=14時表面張力達(dá)到最低，14-n-14型系列Gemini雙季銨鹽表面活性劑呈現(xiàn)出最好的表面活性。(2)當(dāng)疏水烷基鏈一定

4、時(m=12)，隨著中間連接基n的增大，Gemini雙季銨鹽表面活性劑的表面張力呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當(dāng)n=10時表面張力達(dá)到最小值，12-10-12的表面張力最低，表面活性最好。
　　通過研究14-8-14型Gemini雙季銨鹽表面活性劑與SN、SDBS、SDS1、SDS2復(fù)配體系的相互作用發(fā)現(xiàn)，14-8-14與四種陰離子表面活性劑的復(fù)配均有一定協(xié)同作用，復(fù)配體系的表面張力均較14-8-14低，其中與SDS1復(fù)配體系的表面張力

5、降低最大。進(jìn)一步研究m-8-m(m=8、10、12、14、16、18)與SDS1復(fù)配體系的相互作用發(fā)現(xiàn)，m-8-m/SDS1=4/6(mol/mol)時復(fù)配體系的表面張力降低幅度最大，當(dāng)m=8時復(fù)配體系比8-8-8的表面張力降低了15.8mN/m，且CMC也比8-8-8低一個數(shù)量級。12-n-12/SDS1=6/4(mol/mol)時復(fù)配體系的表面張力降低最大，當(dāng)n=8時復(fù)配體系的表面張力比12-8-12降低了11.28mN/m，其CM