双子表面活性剂成为人们研究的热点。双子表面活性剂是一类新型的表面活性剂,它具有两个亲水基团和两个疏水基团,通过一个中间基团连接起来。由于其结构的特殊性,双子表面活性剂表现出优越的表面活性。本文设计了两条路线,一是以乙二醇、环" />

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新型季铵盐型双子表面活性剂的合成与性能研究

作　者: 喻超超
导　师: 李洪启
学　校: 东华大学
专　业: 应用化学
关键词: 双子表面活性剂合成表面活性电导率起泡性阳离子表面活性剂离子液体
分类号: TQ423
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近年来,新型表面活性剂的学位论文">双子表面活性剂成为人们研究的热点。双子表面活性剂是一类新型的表面活性剂,它具有两个亲水基团和两个疏水基团,通过一个中间基团连接起来。由于其结构的特殊性,双子表面活性剂表现出优越的表面活性。本文设计了两条路线,一是以乙二醇、环氧氯丙烷和二乙胺为原料,二是以二乙胺、1-3-二溴丙烷为原料,经取代、胺化,分别与1-溴代长链烷烃(1-溴代辛烷,1-溴代癸烷,1-溴代十二烷,1-溴代十四烷,1-溴代十六烷)发生季铵化反应,合成了a系列和b系列2个系列的具有离子液体性质的季铵盐型Gemini表面活性剂,并利用IR、1HNMR、13C NMR和MS表征了所有新化合物的结构。通过环法测定了所合成的季铵盐型Gemini表面活性剂的CMC和γCMC,并用电导率法确证了测量的准确性。计算了表面最大吸附量Γcmc,分子最小截而积Acmc,降低表面张力的效率pC20,降低表面张力的效能γcmc,临界胶束浓度CMC,吸附自由能△ads0和胶束自由能△mic0?(?)对其结构与性能的关系进行了初步的探讨。结果表明：与传统的季铵盐表而活性剂相比,两个系列新型Gemini季铵盐表面活性剂均具有更低的临界胶束浓度和更高的表而活性。此外,我们对于该类表面活性剂的泡沫能力进行了研究,结果表明,疏水基碳原子数为十二和十四的双子表面活性剂的起泡稳泡能力较强。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-22
  1.1 引言  12
  1.2 表面活性剂的学位论文">双子表面活性剂的结构特点  12-13
  1.3 双子表面活性剂的研究现状  13
  1.4 双子表面活性剂的分类及合成路线  13-17
    1.4.1 阳离子型Gemini表面活性剂  14
    1.4.2 阴离子型Gemini表面活性剂的合成  14-15
    1.4.3 非离子型Gemini表面活性剂  15-16
    1.4.4 两性离子型Gemini表面活性剂  16-17
  1.5 双子表面活性剂的理化性质  17-19
    1.5.1 双子表面活性剂的表面活性  17-18
    1.5.2 双子表面活性剂在界面上的吸附  18
    1.5.3 双子表面活性剂的胶团结构  18-19
  1.6 双子表面活性剂的应用及发展前景  19-22
    1.6.1 双子表面活性剂在日用化学方面的应用  19-20
    1.6.2 油气开采方面  20-21
    1.6.3 化学化工方面  21
    1.6.4 双子表面活性剂的发展前景  21-22
第二章本课题的提出及意义  22-23
第三章实验部分  23-32
  3.1 实验试剂和实验仪器  23-25
  3.2 b系列阳离子双子表面活性剂的合成  25-27
    3.2.1 二胺中间体化合物b(N,N,N’,N’-四乙基丙二胺)的合成  25
    3.2.2 b8:二溴代双(二乙基辛烷基)丙撑双季铵盐的合成  25-26
    3.2.3 化合物b10:二溴代双(二乙基癸烷基)丙撑双季铵盐的合成  26
    3.2.4 化合物b12:二溴代双(二乙基十二烷基)丙撑双季铵盐的合成  26-27
    3.2.5 化合物b14:二溴代双(二乙基十四烷基)丙撑双季铵盐的合成  27
    3.2.6 化合物b16:二溴代双(二乙基十六烷基)丙撑双季铵盐的合成  27
  3.3 a系列阳离子双子表面活性剂的合成  27-31
    3.3.1 合成路线  28
    3.3.2 乙二醇二缩水甘油醚(ethylene glycol diglycidyl ether)的合成与表征  28-29
    3.3.3 二胺中间体的合成和表征  29
    3.3.4 双子表面活性剂a8、a10、a12、a14、a16的合成与表征  29-31
  3.4 表面活性的测试  31
  3.5 泡沫性能的测试  31-32
第四章合成路线的确定与讨论  32-41
  4.1 b系列季铵盐型阳离子双子表面活性剂的合成与结果讨论  32-36
    4.1.1 反应机理  32
    4.1.2 二胺中间体化合物b(N,N,N’,N’-四乙基丙二胺的红外光谱分析)  32-34
    4.1.3 二胺中间体化合物b的核磁氢谱分析  34-35
    4.1.4 二胺中间体化合物b的核磁碳谱分析  35
    4.1.5 二胺中间体化合物b的一级质谱分析  35-36
  4.2 一系列季铵盐双子表面活性剂的制备与表征  36-39
    4.2.1 化合物b8的红外分析  36-38
    4.2.2 化合物b8的核磁氢谱分析  38-39
  4.3 a系列季铵盐型阳离子双子表面活性剂的合成与结果讨论  39-41
    4.3.1 双环氧中间体的合成与讨论  39-41
第五章阳离子型双子表面活性剂的表面性能研究  41-51
  5.1 表面张力  41
  5.2 临界胶束浓度CMC和临界界面张力γ_(cmc)  41-42
  5.3 表面张力降低能力的评价:pC20与CMC/pC20  42-43
    5.3.1 表面最大吸附量Гcmc和最小分子截面积Acmc  43
    5.3.2 吸附自由能△G_(ads)~0和胶团自由能△G_(mic)~0  43
  5.4 性能测试  43-47
    5.4.1 双子表面活性剂的表面活性测试  43-44
    5.4.2 电导率法、表面张力法CMC对比  44-47
  5.5 表面活性测试结果分析  47-50
    5.5.1 新型阳离子型双子表面活性剂的cmc  47
    5.5.2 新型阳离子型双子表面活性剂的γ_(cmc)  47
    5.5.3 新型阳离子型双子表面活性剂的pC20、CMC/pC20、△G_(ads)~0和△G_(mic)~0  47-48
    5.5.4 新型阳离子型双子表面活性剂的表面活性变化规律与影响因素  48-49
    5.5.5 连接基团对于双子表面活性剂的影响  49-50
  5.6 结论  50-51
第六章双子活性剂的泡沫性能研究  51-55
  6.1 泡沫性能  51
    6.1.1 泡沫及其衡量指标  51
    6.1.2 起泡性、稳泡性以及研究方法  51
  6.2 实验结果和分析  51-53
    6.2.1 实验结果  51-52
    6.2.2 双子表面活性剂的起泡性结果分析和讨论  52-53
  6.3 小结  53-55
第七章总结与展望  55-56
攻读学位期间发表或待发表的学术论文目录  56-57
参考文献  57-60
致谢  60

新型季铵盐型双子表面活性剂的合成与性能研究

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