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X型阴离子Gemini表面活性剂的合成及其性能研究

作　者: 李鹏飞
导　师: 胡志勇
学　校: 中北大学
专　业: 应用化学
关键词: 双子表面活性剂 合成 热力学参数
分类号: TQ423
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 70次
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内容摘要


素有“工业味精”之称的表面活性剂，已经渗透到国民经济的各个部门，为我国的经济社会发展做出了卓越贡献。而其自身的发展也是日新月异，各种新型的表面活性剂不断涌现，其中Gemini表面活性剂就是其中的佼佼者之一。然而，Gemini表面活性剂虽然具有优良的性能，但目前存在着合成路线长、产率低、成本高等制约其大规模工业化的缺点。以三聚氯氰为原料，利用其3个氯原子在不同温度下的不同活性，分别与氨基乙磺酸和二正己基胺、二正辛基胺、二正癸基胺以及二异辛基胺反应，两步法合成了4种具有不同疏水链结构的Gemini表面活性剂。其中三种为不同长度碳链的直链型Gemini表面活性剂（XCn，n=6、8、10，n为碳原子数）；一种是含有疏水支链的Gemini表面活性剂IXC8。用1HNMR、13CNMR、MS及元素分析对其进行了结构表征和纯度鉴定。采用表面张力法和电导法分别对其表面活性和反离子结合度进行了测定。结果表明：此类Gemini表面活性剂具有较高的表面活性，其中直链型Gemini表面活性剂的水溶液的表面张力为26.3 mN/m；临界胶束浓度（CMC）为0.2mmol/L。支链型Gemini表面活性剂能较好的降低表面张力，但其形成胶束的能力较差，在30℃下，其最低表面张力（γCMC）和CMC分别为26.8 mN/m和4.89 mmol/L。四种Gemini表面活性剂反离子结合度随温度的升高而降低；由其计算出的胶束化热力学参数表明其胶束化过程为熵驱动过程。采用帆布沉降法、量筒法、钙皂分散指数法分别测试了Gemini表面活性剂润湿性能、乳化性能以及分散性能。结果表明它们具有优良的润湿性和分散性，除XC10外其余三种表面活性剂的乳化性能较差。通过Krafft点的测定，发现此类Gemini表面活性剂可在低温环境中使用。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-21
  1.1 引言  8-9
  1.2 Gemini 表面活性剂  9-16
    1.2.1 Gemini 表面活性剂的起源及发展  9-10
    1.2.2 Gemini 表面活性剂的分类  10-11
    1.2.3 Gemini 表面活性剂的合成  11-14
    1.2.4 Gemini 表面活性剂的优越性及其原因  14-15
    1.2.5 Gemini 表面活性剂的应用  15-16
  1.3 X 型 Gemini 表面活性剂  16-17
  1.4 本课题的研究内容  17-21
2 X 型阴离子 Gemini 表面活性剂的合成  21-30
  2.1 实验试剂与仪器  21-22
    2.1.1 主要试剂来源  21-22
    2.1.2 主要仪器  22
  2.2 实验方法  22-24
    2.2.1 合成路线  22-23
    2.2.2 合成方法  23
    2.2.3 反应进度监测  23-24
  2.3 产物结构表征  24-30
    2.3.1 ~1H NMR 谱图分析  25-26
    2.3.2 ~(13)C NMR 谱图分析  26-27
    2.3.3 ESI-MS 谱图分析  27-29
    2.3.4 元素分析  29-30
3 X 型阴离子 Gemini 表面活性剂的性能研究  30-50
  3.1 实验试剂与仪器  30-31
    3.1.1 主要实验试剂  30
    3.1.2 主要仪器  30-31
  3.2 实验方法及其背景知识介绍  31-37
    3.2.1 表面张力的测定  31-32
    3.2.2 电导率的测定  32-33
    3.2.3 Krafft 温度的测定  33-34
    3.2.4 润湿性能的测定  34-35
    3.2.5 乳化性能的测定  35-36
    3.2.6 钙皂分散力的测定  36-37
  3.3 结果与讨论  37-50
    3.3.1 Gemini 表面活性剂的表面活性  37-41
    3.3.2 Gemini 表面活性剂在气液界面上的吸附  41-44
    3.3.3 疏水链中的分支结构对 Gemini 表面活性剂表面活性的影响  44-45
    3.3.4 X 型阴离子 Gemini 表面活性剂的胶束化热力学  45-48
    3.3.5 X 型阴离子 Gemini 表面活性剂的应用性能  48-50
结论  50-51
附录  51-60
参考文献  60-66
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果  66-67
致谢  67

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 试剂与纯化学品的生产 > 表面活性剂
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