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含氮杂环缩醛型阳离子表面活性剂的合成及性能研究

作　者: 翟文杰
导　师: 张昭
学　校: 山西大学
专　业: 药物化学
关键词: 有机合成吡啶苯并咪唑阳离子缩醛型表面活性剂表面性能
分类号: TQ423
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

表面活性剂作为一种重要的功能材料,广泛应用于工业、农业、纺织、日化、医药等领域,每年全球的需求量在1500多万吨。然而表面活性剂在带给人们便利的同时,就像一把双刃剑一样,也在深深的危害着我们赖以生存的环境,每年因残存而排入江河湖海中的表面活性剂的量就不下几百吨,这些残存的表面活性剂严重地污染着自然环境。当今社会,随着人们生活水平的不断提高,人们对生活质量的要求也在不断地提高。因此人们对表面活性剂的要求己不仅仅是表面性能良好,同时也注重其是否环保,是否是一种绿色的表面活性剂。基于以上原因,本研究工作设计合成了一系列的缩醛可分解表面活性剂,并对其表面性能进行了初步研究。主要研究工作：(1)以醛、环氧溴丙烷、吡啶、苯并咪唑和二溴代烷烃为原料,分别合成了三种含吡啶环单阳离子表面活性剂2(a～c)和三种含咪哗环的单阳离子表面活性剂3(d～f)以及八种含咪唑环的双阳离子表面活性剂4(a～h)。同时对中间体2-己基-4-氯甲基-1,3-二氧杂环戊烷(1a)、1-[(2-己基-1,3-二氧杂环-4)甲基]-1-苯并咪唑(3a)和产物含咪唑环的双阳离子表面活性剂2a的合成条件如原料比、催化剂用量、溶剂、反应温度和时间等进行优化选择,得到了较佳的合成条件。(2)对所合成的表面活性剂的临界胶束浓度、Krafft点、乳化性、起泡性及泡沫稳定性进行测定。含吡啶环单阳离子表面活性剂2(a-c)和含咪唑环的单阳离子表面活性剂3(d～f)的临界胶束浓度都随着疏水链的增加而减小,其中2c、3f的临界胶束浓度分别为2.2×10-3 mol/L,1.2×10-3 mol/L,远远小于传统表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(1.5×10-2mol/L)和十二烷基磺酸钠(8.6×10-3mol/L)的临界胶束浓度。2(a～c)和3(d～f)在室温下易溶于水,而且研究结果显示具有良好乳化性能和泡沫性能。含咪唑环的双阳离子表面活性剂4(e～f)在室温下水溶性较差,其性能正在作进一步的研究。

全文目录

摘要  10-11
ABSTRACT  11-13
第一章绪论  13-27
  1.1 表面活性剂简介  13
  1.2 表面活性剂的分类  13-17
    1.2.1 阴离子表面活性剂  14-15
    1.2.2 阳离子表面活性剂  15-16
    1.2.3 两性表面活性剂  16
    1.2.4 非离子表面活性剂  16-17
  1.3 可分解型表面活性剂的研究现状  17-26
    1.3.1 缩醛型可分解表面活性剂  18-22
    1.3.2 酯类表面活性剂  22-23
    1.3.3 甜菜碱型表面活性剂  23
    1.3.4 酰胺类表面活性剂  23-24
    1.3.5 有机硅类的表面活性剂  24
    1.3.6 紫外线不稳定表面活性剂  24-25
    1.3.7 热裂解表面活性剂  25
    1.3.8 臭氧裂解型表面活性剂  25-26
  1.4 本论文的研究必要性及研究内容  26-27
    1.4.1 研究必要性  26
    1.4.2 研究内容  26-27
第二章可分解表面活性剂的合成  27-43
  2.1 原理  27
    2.1.1 缩醛原料的合成  27
    2.1.2 单阳离子可分解表面活性剂的合成  27
    2.1.3 双阳离子可分解表面活性剂的合成  27
  2.2 实验仪器  27-28
  2.3 实验试剂  28-29
  2.4 实验操作  29-38
    2.4.1 缩醛的制备  29-30
    2.4.2 含吡啶环的单阳离子表面活性剂的合成  30-31
    2.4.3 烷基缩醛苯并咪唑的合成  31-32
    2.4.4 含苯并咪唑的单阳离子表面活性剂(3d-f)  32-33
    2.4.5 含苯并咪唑的双阳离子表面活性剂(4a-h)  33-38
  2.5 结果与讨论  38-43
    2.5.1 化合物1a合成条件的选择  38-39
    2.5.2 化合物2a合成条件的选择  39-40
    2.5.3 化合物3c合成条件的选择  40-43
第三章主要性能测试  43-56
  3.1 基础理论  43-49
    3.1.1 表面张力及现象  43
    3.1.2 胶束的形成及结构  43-45
    3.1.3 CMC的测定  45-48
    3.1.4 Krafft点  48
    3.1.5 乳化和起泡作用  48-49
    3.1.6 可分解表面活性剂的分解  49
  3.2 性能测试  49-51
    3.2.1 临界胶束浓度  49-50
    3.2.2 Krafft点  50
    3.2.3 乳化性能  50
    3.2.4 泡沫性能  50-51
    3.2.5 水解性能  51
  3.3 结果与讨论  51-56
    3.3.1 临界胶束浓度  51-53
    3.3.2 Krafft点  53-54
    3.3.3 乳化和泡沫性能  54
    3.3.4 水解性能  54-56
第四章结论与展望  56-58
  4.1 结论  56
  4.2 展望  56-58
参考文献  58-65
附图  65-71
攻读学位期间取得的研究成果  71-72
致谢  72-73
个人简介及联系方式  73-75

含氮杂环缩醛型阳离子表面活性剂的合成及性能研究

内容摘要

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