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多季铵盐表面活性剂合成与性能研究

作　者: 马艳超
导　师: 李杰
学　校: 大庆石油学院
专　业: 化学工程
关键词: 多季铵盐表面活性剂合成表面活性缓蚀性能泡沫性能
分类号: TQ423.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

低聚表面活性剂是具有多个亲水基团和亲油基团的新型表面活性剂,与传统只有一个亲水基团和亲油基团的表面活性剂相比,有更高、更优越的表面活性。目前研究较多的低聚表面活性剂是具有两个双亲成分的双子(Gemini)表面活性剂,而具有3个或4个双亲成分的三聚体、四聚体研究较少,本文合成的多季铵盐表面活性剂则属于具有4个双亲成分的低聚表面活性剂。本文综述了低聚表面活性剂的研究进展,介绍了低聚表面活性剂的性质及应用,在此基础上确定了论文的选题和研究内容。本课题以乙二胺、环氧氯丙烷和N,N-二甲基十二烷基叔胺为原料,合成了一种新型的低聚表面活性剂-四氯化·四[2-羟基-3-(十二烷基二甲基铵)丙基]乙二胺,产率为80.5%。采用红外光谱对产品的结构进行表征,利用亚甲基兰逆向滴定法测定多季铵盐表面活性剂的活性物含量为83.45%。应用悬滴法测定了25℃时多季铵盐表面活性剂水溶液的表面张力,其临界胶束浓度(cmc)为0.5mmol·L-1,表面张力(γcmc)为35.3mN·m-1,γcmc与传统表面活性剂DTAC和SDS基本相当,而cmc值低1-2个数量级。根据吉布斯吸附理论,计算了多季铵盐表面活性剂的饱和吸附量(Γmax)和单分子吸附面积(Amin),其Amin是传统表面活性剂的5-6倍。采用失重法测定了多季铵盐的缓蚀性能,实验表明多季铵盐对A3碳钢具有较好的缓蚀作用,在80mg/L时,缓蚀率为97.03%;采用Ross-mile泡沫法测定了多季铵盐的泡沫性能,并与DTAC和SDS进行对比,结果表明,多季铵盐的起泡性和泡沫稳定性都明显好于DTAC和SDS。考察了浓度、温度和无机盐等对多季铵盐泡沫性能的影响。随着浓度的增加,多季铵盐表面活性剂起泡性和稳泡性增强,达到临界胶束浓度后趋于平稳;随着温度的升高,多季铵盐起泡性略有增强,而稳泡性明显下降;随着Na+浓度的增加,多季铵盐起泡性先增强后减弱,加入Ca2+多季铵盐的起泡性略有增强;Na+、Ca2+使多季铵盐稳泡性先降低后增强。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
前言  9-11
第一章文献综述  11-31
  1.1 低聚表面活性剂  11-13
  1.2 低聚表面活性剂的发展概况  13-15
  1.3 低聚表面活性剂的分类  15-19
    1.3.1 阴离子型低聚表面活性剂  15-17
    1.3.2 阳离子型低聚表面活性剂  17
    1.3.3 非离子型低聚表面活性剂  17-18
    1.3.4 两性离子型低聚表面活性剂  18-19
  1.4 低聚表面活性剂的主要合成方法  19
  1.5 低聚表面活性剂的性质  19-24
    1.5.1 溶解性  19
    1.5.2 表面活性  19-21
    1.5.3 微观形态  21
    1.5.4 气液界面吸附与黏度特性  21-22
    1.5.5 乳化性  22
    1.5.6 分散性和絮凝性  22-23
    1.5.7 增溶性  23
    1.5.8 协同作用  23-24
  1.6 低聚表面活性剂的应用  24-30
    1.6.1 合成新物质  24-25
    1.6.2 相转移催化剂  25
    1.6.3 杀菌剂  25-26
    1.6.4 缓蚀剂  26
    1.6.5 医药与生命科学  26-28
    1.6.6 石油工业  28-29
    1.6.7 增溶有机物  29
    1.6.8 乳液聚合  29-30
  1.7 本课题研究目的及意义  30
  1.8 主要研究内容  30-31
第二章实验部分  31-42
  2.1 实验药品及仪器  31
    2.1.1 实验药品  31
    2.1.2 实验仪器  31
  2.2 多季铵盐表面活性剂的合成  31-32
    2.2.1 合成原理  31-32
    2.2.2 合成步骤  32
  2.3 红外光谱表征  32
  2.4 活性物含量分析  32-35
    2.4.1 亚甲基兰逆向滴定原理  32-33
    2.4.2 试剂  33
    2.4.3 实验步骤  33-35
  2.5 表面活性测定  35-38
    2.5.1 实验装置图  36
    2.5.2 实验原理  36-37
    2.5.3 测定方法  37-38
  2.6 缓蚀性能测定  38-40
    2.6.1 实验原理  38
    2.6.2 试剂  38-39
    2.6.3 实验步骤  39-40
  2.7 泡沫性能测定  40-42
    2.7.1 实验原理  40
    2.7.2 实验步骤  40-42
第三章结果与讨论  42-53
  3.1 多季铵盐表面活性剂的合成  42
  3.2 产品红外光谱表征  42-43
  3.3 多季铵盐表面活性剂活性物含量测定结果  43
  3.4 多季铵盐表面活性剂的水溶液性质  43-46
    3.4.1 表面活性  43-44
    3.4.2 饱和吸附量  44-46
  3.5 多季铵盐表面活性剂的缓蚀性能  46
  3.6 多季铵盐表面活性剂的泡沫性能  46-53
    3.6.1 泡沫性能对比研究  46-48
    3.6.2 浓度对泡沫性能的影响  48-49
    3.6.3 温度对泡沫性能的影响  49-50
    3.6.4 无机盐对泡沫性能的影响  50-53
结论  53-54
参考文献  54-62
发表文章目录  62-63
致谢  63-64
详细摘要  64-72

多季铵盐表面活性剂合成与性能研究

内容摘要

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