一种季铵盐氟表面活性剂的制备及其表面活性
2010年第17卷第2期
化工生产与技术Chemical Production and Technology 一种季铵盐氟表面活性剂的制备及其表面活性
程海军
史鸿鑫*
刘秋平
项菊萍
武宏科
陈立军
（浙江工业大学，绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地，杭州310032）
摘要以环氧六氟丙烷二聚物和N,N -二乙基丙二胺为原料，经酰胺化和季铵化反应，制备了N,N-二乙基-N-甲基-N-(N '-2-全氟丙氧基丙酰胺基)丙基碘化铵（FCI-1）。用IR 、
1
H NMR 、19F NMR 等方法对其结构进行了表征，并测试了表面张力等性能。结果表明，所
得产物临界胶束浓度（CMC ）为38.7mmol/L ，在CMC 时表面张力为20.4mN/m ，具有良好的水溶性和高表面活性。
关键词氟表面活性剂；环氧六氟丙烷二聚物；N,N -二乙基丙二胺；季铵盐；表面张力中图分类号TQ423.12+1
文献标识码A
DOI 10.3969/j.issn.1006-6829.2010.02.001
*通讯联系人。E-mail ：shihxin@https://www.360docs.net/doc/629292850.html,
收稿日期：2010-02-08
氟化工
氟表面活性剂具有“三高、两憎”的特殊性能，日益受到人们的关注，是目前所有表面活性剂中表面活性最高的一类，主要应用于技术要求较高的特种场合，或一般普通表面活性剂难以胜任、应用效果较差的领域。阳离子氟表面活性剂是氟表面活性剂的重要品种之一，主要分为胺盐型和季铵盐型2大类，并以季铵盐型用途最广[1-2]。季铵盐型由于不受pH 影响，在酸、碱介质中均可使用。它除了具有表面活性外，还具有与阴离子及非离子氟表面活性剂不同的特点，其中之一是它的水溶液有很强的杀菌能力，常用作消毒剂和灭菌剂；它的另一特点是容易吸附在固体表面（或固液界面），工业上用作浮选剂、乳化剂、柔软剂、抗静电剂和颜料分散剂等[3]。
从结构上看，阳离子氟表面活性剂中的亲水基团为季铵阳离子。憎水基部分除含氟烃基结构外，往往还含有烃基、酰胺基等基团，且含氟烃基大部分是有6～10个碳原子的直链烃基结构。直链全氟烃基的合成主要有电解法和调聚法。电解法衍生得到含全氟辛烷磺酰基的氟表面活性剂（PFOS ）对人类健康有害，受国际公约限制，即将被淘汰。调聚法制备直链全氟烃的有效组分较低，衍生得到的氟表面活性剂成本高。而四氟乙烯齐聚物和六氟丙烯齐聚物基氟碳表面活性剂的表面活性低于全氟烷基链基氟碳表面活性剂，同样存在难于生物降解的问题。
环氧六氟丙烷齐聚物是一种环氧六氟丙烷在催化剂存在的条件下开环聚合生成的低级全氟聚醚，2
个以上的全氟丙烯单元通过醚键首末相连而成，一端带有酰氟基团。以环氧六氟丙烷齐聚物合成的表面活性剂活性很高，生物降解性优于全氟正烷基链基氟碳表面活性剂。该类氟碳表面活性剂的研究与报道较为少见[4-5]。
本研究以环氧六氟丙烷二聚体为原料，经过酰胺化、季铵化反应，制备性能优异的含氟表面活性剂
N,N -二乙基-N-甲基-N-(N '-2-全氟丙氧基丙酰胺基)丙基碘化铵（FCI-1），用IR 、1H NMR 、19F NMR 等
方法对其结构进行了表征，并测试了表面张力等性能。
1
实验部分
1.1
试剂与仪器
环氧六氟丙烷二聚体，质量分数≥99%；N,N -二
乙基-1,3-丙二胺，医药级；碘甲烷，乙醚，二氯甲烷，四氢呋喃，乙酸乙酯，吡啶，丙酮，乙腈，丁酮，无水氯化钙，氢氧化钠，均AR 。
AVATAR 370型红外光谱仪，DCA-315表面张力仪，Mercury Plus 400核磁共振仪（400MHz ），GC-14B ，RE-3000旋转蒸发仪，B-545熔点仪。1.2合成方法
1.2.1中间体的制备
在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和回流冷凝管（上端装一无水CaCl 2干燥管）的四口烧瓶中，加入
3.12g （24mmol ）的N,N -二乙基-1,3-丙二胺和30mL 的CH 2Cl 2，冷却至0℃，边搅拌边滴加6.64g （20
·1
·
mmol ）环氧六氟丙烷二聚体（约1h ）；加完后，在同
温度下，搅拌反应3h 。反应混合物用50mL 质量分数10%的NaOH 溶液洗涤，分离有机层，经水洗、无水Na 2SO 4干燥，减压蒸馏除去溶剂，得无色透明液体8.05g ，收率为91.0%。反应式如下：
1.2.2FCI-1的制备
将4.42g （10mmol ）中间体N,N-二乙基-N '-(2-全氟丙氧基)全氟丙酰胺基丙基胺和1.562g （11
mmol ）碘甲烷溶于20mL 乙醇中，室温搅拌反应4h 。将反应混合物加入到100mL 乙醚中，析出固体，
过滤，固体物用乙醚洗涤，干燥后得白色固体粉末
5.13g ，熔程为145.1～14
6.7℃，收率为8
7.87%。反应
式如下：
2结果与讨论
2.1产物表征
2.1.1红外光谱
FCI-1的红外光谱：3236.29cm -1为N —H 伸缩
振动吸收峰，3007.18、2985.93cm -1为C —H 伸缩振动吸收峰，1715.23cm -1为C =O 伸缩振动吸收峰，1540.55cm -1为N —H 弯曲振动+C —N 伸缩振动吸收峰，1234.84、1199.82、1165.56、990.70cm -1为C —F 伸缩振动吸收峰，748.19cm -1为C —F 弯曲振动吸收峰。
2.1.2核磁共振谱
FCI-1的1H NMR 谱：
δ(CDCl 3)：δg ＝8.51（s ，H ），δf ＝3.66（d ，2H ），δe ＝2.22
（d ，2H ），δd ＝3.66（d ，2H ），δc ＝3.15（s ，3H ），δb ＝3.44～3.48（m ，4H ），δa ＝1.42（t ，6H ）。
FCI-1的19F NMR 谱：
δ(CH 3
COCH 3)：δa ＝-77.82（t ，3F ），δe ＝-78.79（s ，3F ），
δc ＝-79.01（m ，2F ），δb ＝-126.19（s ，2F ），δd ＝-128.35（m ，1F ）。
2.2酰胺化反应
环氧六氟丙烷二聚体（I ）是非常活泼的酰化试剂，与伯胺的反应较容易进行，主要考察反应物配比、反应时间和反应温度等因素对中间体收率的影响。
2.2.1反应物投料比对收率的影响
物料配比对酰胺化反应收率的影响如表1所示。在其他条件不变的情况下，酰胺化产物的收率随着N,N -二乙基丙二胺（II ）用量的增加而增加，当n (I):
n (II)=1.0:1.2时，收率最高，达91.2%，为最佳反应条
件。酰胺化反应的主要副产物是氟化氢，反应中可以通过加入缚酸剂来促进反应的进行，常见的缚酸剂可以为三乙胺、吡啶、碳酸钾等弱碱，反应中过量的
N,N -二乙基丙二胺起到了缚酸剂的作用。
表1
反应物投料比对酰胺化反应收率的影响
Tab 1Effect of molar ratio of reactants on the
yield of amidation
注：6.64g 环氧六氟丙烷二聚体，30mL 乙酸乙酯，0℃，4h 。
2.2.2反应时间对收率的影响
反应时间对酰胺化反应收率的影响如表2所示。环氧六氟丙烷二聚体比较活泼，较易发生反应。当反应1h 时，产物收率就有88.2％。随着时间的延长，酰胺收率逐渐上升；反应3h 后，收率几乎不再增加，证明反应已经基本完成，故选择反应时间为3h 。
2.2.3反应温度对收率的影响
反应温度对酰胺化反应收率的影响如表3所示。可以看出，0℃反应时中间体（III ）的收率最高，
CFCF 3
H 2N(CH 2)3N(CH 2H 5)2
C 3F 7O O +
C 3F 7OCFCNH(CH 2)3N(C 2H 5)2O
CF 3
?
。
C 3F 7OCFCNH(CH 2)3N(C 2H 5)2O
CF 3
+CH 3I
C 3F 7OCFCNH(CH 2)3N(C 2H 5)2O
CF 3
+
?
CH 3I
。
C 3F 7OCFCNH
O
CF 3
C H 2C H 2C H 2N CH 3
C H 2
CH 2CH 3CH 3I
+
。
g f e d
c
b
a
b a
322OCFCNH
O
CF 3
C H 2C H 2C H 2N CH 3
C H 2
CH 2CH 3CH 3I
+
e
d
c b a
程海军等一种季铵盐氟表面活性剂的制备及其表面活性氟化工
·2
·
表2
反应时间对酰胺化反应收率的影响
Tab 2Effect of reaction time on the yield of amidation
注：6.64g 环氧六氟丙烷二聚体，n (I):n (II)=1.0:1.2，30mL
乙酸乙酯，0℃。
达91.0%；温度过低，反应速率降低；当反应温度升高时，反应速率增加，但是环氧六氟丙烷二聚体极易挥发，反应收率反而降低。所以，选择反应温度为0℃。
表3
反应温度对酰胺化反应收率的影响
Tab 3Effect of reaction temperature on the yield of amidation 注：6.64g 环氧六氟丙烷二聚体，n (I):n (II)=1.0:1.2，30mL
乙酸乙酯，3h 。
2.3
季铵化反应
季铵化反应是一种重要的S N 2亲核取代反应，
影响季铵化反应的因素有溶剂、反应物投料比、反应温度、反应时间等，其中溶剂对该反应的影响很显著，因为季铵化反应表现出独特的对溶剂的依赖性[6]。实验发现乙腈作为溶剂，季铵化反应收率较高，因
此，选择乙腈作为反应溶剂。
2.3.1物料配比对季铵化反应收率的影响
中间体（III ）和碘甲烷的配比对季胺化反应收率的影响如表4所示。可见，在其他条件不变的情况下，季铵化反应的收率随着碘甲烷用量的增加而增加，当n (III):n (CH 3I)=1.0:1.1时，收率最高，达87.8%。继续增加碘甲烷的用量，产品收率几乎不变。所以，中间体和碘甲烷的配比以n (III):n (CH 3I)=1.0:1.1为佳。
2.3.2反应时间对季铵化反应收率的影响
反应时间对季胺化反应收率的影响如表5所
示。可见随着反应时间的延长，季铵化反应的收率逐渐上升。当反应10h 后，收率几乎不再增加，反应可能已经基本完成，故选择反应时间为10h 。
表5
反应时间对季铵化反应收率的影响
Tab 5Effect of reaction time on the yield of quaternarization
注：4.42g 中间体，n (III):n (CH 3I)=1.0:1.1，20mL 乙腈，25℃。
2.4
表面张力和CMC 的测定
采用吊环法对FCI-1水溶液的表面张力进行
了测定，测定温度为25℃，以表面活性剂水溶液的表面张力γ为纵坐标，以浓度c 对数值为横坐标作图，得FCI-1的表面张力随浓度对数的变化曲线（图1）。从图1可以看出，随着表面活性剂浓度的逐渐增加，溶液的表面张力显著降低，当浓度增加到
38.7mmol/L 时，表面张力最低为20.4mN/m ；当浓度
继续增加时表面张力逐渐趋于平缓。由lg c 和γ的
关系曲线的拐点可知该表面活性剂水溶液的临界胶束浓度（CMC ）为38.7mmol/L ，此时的表面张力为
20.4mN/m 。
图1
FCI-1水溶液的表面张力与表面活性剂浓度关系
Fig1Relationshipof surfacetensionof FCI-1solution and surfactant
3结论
以环氧六氟丙烷二聚体和N,N -二乙基丙二胺
为主要原料，经酰胺化反应和季铵化反应，制备季铵盐型含氟表面活性剂N,N-二乙基-N-甲基-N-(N '-
2-全氟丙氧基丙酰胺基)丙基碘化铵（FCI-1）。用IR 、1H NMR 、19F NMR 等方法对其结构进行了表征，并测试了表面张力等性能。其CMC 为38.7mmol/L ，
在CMC 时表面张力为20.4mN/m ，具有良好的水溶性和高表面活性。
（下转第11页）
/
/% 1 -15 88.5 2 0 91.0 3
25
89.2
表4
反应物投料比对季铵化反应收率的影响
Tab 4Effect of molar ratio of reactants on the
yield of quaternarization
注：4.42g 中间体，20mL 乙腈，25℃，10h 。
204060
80 /m N m
á
?lg c
美国科聚亚计划扩大全球抗氧化剂
和UV 稳定剂产能
美国专用化学品生产商科聚亚公司（Chemtura ）将提高抗氧化剂和UV 稳定剂的产能，将建立在位于法国Catenoy 现有的烷基苯酚产能基础之上。烷基苯酚是生产抗氧化剂的一种主要原材料。抗氧化剂和UV 稳定剂主要应用于塑料生产
过程中，增加塑料的耐久性能和强度。公司可能扩大在亚洲和中东地区的Alkanox 240亚磷酸盐抗氧化剂产能。
这些扩能计划将支持公司的业务增长，特别是在中东和亚洲地区，以获取更大的市场份额。公司计划进一步扩大全球范围内的产能以尽可能地为客户提供方便快捷的服务。
（庞晓华）
（上接第3页）
参考文献
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图3二甲胺气量对DMAC 的影响
Fig 3Effect of dimethylamine gas amount on DMAC
由图3可知，二甲胺通气量对醋酸转化率有较大的影响而对DMAC 选择性影响不大。二甲胺通气量较低时，醋酸转化率和DMAC 反应收率较低；随着二甲胺气量的增加，醋酸转化率也略有增加，可见，二甲胺通气量在(2.10～2.30):1时最优。
2.4DMAC 粗品精馏
精馏试验中考察了前馏回流比和混馏回流比及
产品回流比对DMAC 产品收率的影响，结果见表1。
表1
DMAC 粗品精馏试验数据
Tab 1Test data of raw DMAC rectification
由表1可知，常压下，前馏采出温度≤100℃、回流比1:1，混馏采出温度为100～164℃、回流比(8～
10):1，产品采出温度为164～165.5℃、回流比为10:1
的条件下，精馏分离效果较理想，DMAC 产品纯度达
99.7%以上。
3结论
以路易斯酸为催化剂，醋酸-二甲胺为原料，催
化反应精馏法合成N,N -二甲基乙酰胺，克服了传统方法中醋酸二甲胺盐的热分解与水解，使产物的收率、选择性及醋酸的转化率得以提高。研究并确定了该方法的最佳工艺参数：催化剂的质量分数3%，
n (二甲胺)：n (醋酸)为(2.10～2.30):1，反应温度为170℃，反应时间为8h 。在最佳工艺条件下，所得精产品总收率大于72%，选择性大于96%，醋酸转化率接
近100%。
参考文献
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0.5
0.60.70.80.91.0
n /n
w(DMAC)/
% DMAC /% 1 1:1 2:1 10:1 99.83 71.4 2 1:1 4:1 10:1 99.91 73.5 3 1:1 6:1 10:1 99.88 76.4 4 1:1 8:1 10:1 99.92 77.9 5
1:1
10:1
10:1
99.93
78.3
2010，17（2）Chemical Productio n a n d Tech n ology ABSTRACTS
Synthesis and Properties of A Quaternary Ammonium Fluorosurfactant
Cheng Haijun，Shi Hongxin，Liu Qiuping，Xiang Juping，Wu Hongke,Chen Lijun
(Zhejiang University of Technology,State Key Laboratory Breeding Base of Green Chemistry Synthesis-Technology,Hangzhou310032) Abstract:N,N-diethyl-N-methyl-N-(N'-2-perfluoropropoxypropionamido)propyl ammo-niaum iodide(FCI)was prepared by amidation from hexafluoropropylene oxide dimer and N,N-diethylpropanediamine,then quaterisation with iodomethane.FCI was characterized by IR,1H NMR and19F NMR.The critical micelle concentration(CMC)of FCI was3.87×10-2mol/L.The surface tension(γCMC)of FCI water solution was20.4mN/m.They showed excellent water-solubility and high surface activity.
Keywords:fluorosurfactant;hexafluoropropene oxide dimer;N,N-diethylpropane diamine;quaternary ammonium;surface tension Influence of Mo Modified Raney Nion Liquid Catalytical Hydrogenation of2,4-Difluoronitrobenzene
Hu Jun，Lu Chunshan，Zhang Qunfeng，Liu Wei，Ma Lei，Li Xiaonian
(Industrial Catalysis Institute of Zhejiang University of Technology，State Key Laboratory Breeding Base of Green Chemistry Synthesis
Technology，Hangzhou310032)
Abstract：The catalytic properties of some commercial Raney Ni on the liquid catalytic hydrogenation of2,4-difluoronitrobenzene into 2,4-difluoroaniline were evaluated in a batch reactor.The results showed that smaller granule size Raney Ni has more hydrogenated active sites and better catalytic hydrogenation properties(activity and selectivity),but the commercial Raney Ni easily deactivated in reaction process due to the breakage of Ni-Al framework and losing Ni active component.Mo modified Raney Ni was found to have higher activity and better stability than commercial Raney Ni.By using H2-TPD and XPS technique to characterize catalyst samples, the observed results indicate that the Mo modified catalyst had higher activity was related to catalyst had greater dissociation-adsorption capacity on H2than non-modified catalyst.Adding Mo to Raney Ni can stabilize the Ni-Al framework and improve the stability of catalyst.
Keywords：2,4-difluoronitrobenzene;liquid catalytic hydrogenation;Raney-Ni catalyst;Mo-modified
Synthesis Continuous Technology on N,N-Dimethylacetamide through Catalysis Reaction Rectification
Liu Jianwu，Zhang Yue，Yan Shenghu
(Research Institute of Fine Chemical Engineering,Jiangsu Polytechnic University,Changzhou,jiangsu213164) Abstract:N,N-dimethylacetamide is synthesized by catalysis reaction rectification method,Lewis acid is used as the catalyst,acetic acid and dimethylamine as raw material.Results show that when the mass concentration fraction quality of the catalyst is3%, n(dimethylamine):n(acetic acid)is（2.10～2.30）:1,reaction temperature is170℃,reaction duration is8h，rate of fine product is more than72%,selectivity exceeds96%under the best process condition.Transition rate of the acetic acid approaches100%.The process condition is relatively moderate,operation elasticity large,reaction duration short by-product much few,no three waste polluction. Especially technology of rectification is adopted,the rate of product,slectivity and transition rate are enhanced,operation process of the product separation is greatly simplified.
Keywords:N,N-dimethylamide;reaction rectification;catalyst;acetic acid
Effects of Ionic Liquid in the Synthesis of Hydrazine Hydrate by Acetone Azine
Yang Yixin,Duan Jiangli,Sun Mengzhan,Pei Wen
(The College of Chemical Engineering and Materials,Zhejiang University of Technology,Hangzhou310014) Abstract:Effect of ionic liquid in the hydrolysis of acetone azine is studied.Experimental results show that the hydrophilic ionic liquid can promote reaction.When using the hydrophilic ionic liquid[Bmim]BF4as the reaction medium,[Bmim]BF4:acetone:water being1:1:1(as the volume ratio),the conversion rate of acetone azine can reach93.5%,the concentration of hydrazine hydrate is 35.7%,and the ionic liquid can be recycled at least5times.This ion is a green solvent which can be recycled.
Keywords:acetone azine;hydrazine hydrate;ionic liquid;hydrolysis
Study on the Catalytic Hydration with Isoprene to Methyl Isopropyl Ketone
Yang Xiaoxuan,Shen Lian
(Zhejiang University of Technology,Hangzhou310032)
Abstract：With the self-made solid phosphoric acid catalyst，methyl isopropyl ketone can be prepared through hydration with
表面活性剂解析
表面活性剂：是一种加入很少即能明显降低溶剂（通常为水）的表面（或界面张力），改变 物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、憎溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的精细化学品。在结构上至少存在亲水基和疏水基两种基团，一个分子中可以同时 存在多个亲水基，多个疏水基。 分类：（1）按离子类型分类：1）非离子型表面活性剂2）离子型表面活性剂：阴离子、阳离子、两性（2）按表面活性剂的特殊性分类：碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活 性剂、冠醚型表面活性剂。 常见阴离子、阳离子、两性表面活性剂的中英文名、简写及结构 （1）阴离子：十二烷基苯磺酸钠：Sodium dodecyl benzene sulfonate （SDBS 或LAS） 弧比一 3 Na （2）阳离子：苄基三甲基氯化铵:Benzyltrimethylammonium Chloride （TMBAC ） （3）非离子：脂肪醇聚氧乙烯醚：Primary Alcobol Ethoxylate （AE 或AEO） R-O-（CH2CH2O） n-H （4）两性：十二烷基甜菜碱：Dodecyl dimethyl betaine （BS-12）C12H25-N+（CH3）2CH2COO- 阴离子表面活性剂的合成： （1）烷基苯磺酸盐——烷基芳烃的生产过程: a?以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯: 反应历程：（质子酸做催化剂） R—CH = CH2 + H+ = R- + CH —CH3 （以AlCl3作催化剂） HCl + AICI3 = H S +—Cl S - ? AICI3 RCh k CH2 + H S +—Cl S - ? AlCl3 = R — + CH- CH V AICI4 — 之后反应： R-CH-CH3 +
表面活性剂最新研究进展
表面活性剂最新研究进展 人类的日常生活，各类生产活动，多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求，促使表面活性剂科学不断发展，迄今方兴未艾，表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中，设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化，近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。 一、高分子表面活性剂 高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的，通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。它像低分子表面活性剂一样，由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质，广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。因此，高分子表面活性剂近年来发展迅速，目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。 高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚(甲基)丙烯酸(钠)、羧甲基纤维素(钠)、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等。 开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面
季铵盐表面活性剂研究
季铵盐表面活性剂研究 系别：化学与生物农学系 专业：化学 姓名: 谢元志 学号：200904014021
季铵盐表面活性剂研究 一、题目的来源 季铵盐类阳离子表面活性剂的品种开发和产品应用都得到了较快发展。随着阳离子表面活性剂在工业各领域内日益广泛的应用，对其性能也提出了更多、更高、更为具体的要求，促使对表面活性剂的合成进行更为深入的研究。 双季铵盐类表面活性剂是一类新型的表面活性剂，与单季铵盐阳离子表面活性剂具有相近的性能及相同的应用范围。由于双季铵盐表面活性剂中含有两个锡氮原子，在金属、塑料、织物、矿石上具有更强的成键能力和吸附作用，与非离子及两性表面活性剂的复配性能也得到进一步的改善，而且水溶性也明显加强，所以，双季按盐类阳离子表面活性剂在沥青乳化、矿石浮选、纤维织物整理、金属加工等行业已得到广泛的应用。 二、研究的意义 季铵盐类表面活性剂除具有表面活性剂的表面吸附、降低表面张力及在溶液中聚集等基本特性外，还具有抑制和杀灭微生物等生物效应，因此该类表面活性剂发展的初期主要用作杀菌剂。季铵型表面活性剂的杀菌机制主要通过正离子头基吸附在负电荷的细菌表面，改变细菌细胞壁的通透性来完成的；此外，其吸附到细菌体表面后，有利于疏水基与亲水基分别深入菌体细胞的类脂层与蛋白层，导致酶失去活性和蛋白质变性[1]。由于上述这两种作用的联合效应，使得季铵型表面活性剂具有较强的杀菌能力。 Gemini(双子)季铵盐表面活性剂包含两个或两个以上的疏水基团和亲水基团，与单季铵型表面活性剂相比，Gemini季铵型表面活性剂具有许多优良的理化性能[4]：更有效地降低表面张力、优良的润湿性、强的洗涤去污能力、较高的生物安全性、很好的耐温稳定性等。尤其是含有多烷基、杂环类的季铵盐表面活性剂更有许多特殊的性能[5-6]：多烷基季铵盐表面活性剂具有较单烷烃链表面活性剂高得多的表面活性，与烷烃链具有相同碳原子数的普通表面活性剂相比，表征其降低表面张力能力的值要低2-3个数量级，而且具有较好的杀菌性能；杂环类表面活性剂因其自身的特殊结构，有些具有很好的杀菌性和生物降解性。三、国内外研究现状
氟表面活性剂
氟表面活性剂 英文名：fluorinated surfactant （FSA） 一、碳表面活性剂的基本概念： 众所周知，表面活性剂一般由极性基团（亲水基）和非极性基团（疏水基）二部份组成。普通表面活性剂的非极性基团为碳氢链，而氟碳表面活性剂的非极性基团为氟碳链，即以氟原子部分或全部取代碳氢链上的氢原子。但二者在极性基团的结构上无明显区别。所以氟碳表面活性剂就是以氟碳链取代碳氢链作为分子中非极性基团的表面活性剂。 二、氟碳表面活性剂的分类： 与普通表面活性剂一样，氟碳表面活性剂的分类依据其极性基团结构不同可分为离子型和非离子型二大类。离子型又可分为阴离子型、阳离子型和两性离子型氟碳表面活性剂。 1、阴离子型氟碳表面活性剂： 根据其极性基团（亲水基）不同可分为羧酸盐类（RfCOO-M）、磺酸盐类（RfSO3-M）、磷酸盐类（RfOPO3M）和硫酸盐类（RfOSO3-M），工业上应用以前三者为主。 羧酸盐类氟碳表面活性剂：一般在强酸或含高价阳离子水溶液中的溶解度较小，但热稳定性较高； 磺酸盐类氟碳表面活性剂：相对具有更好的耐氧化性，对强酸、电解质敏感性小； 磷酸盐类氟碳表面活性剂：相对发泡性能较差。 2、阳离子型氟碳表面活性剂： 阳离子氟碳表面活性剂几乎都是含氮化合物，即有机胺衍生物。由于大多数物质表面颗粒带负电荷，故阳离子型活性剂易被吸附。 3、两性离子氟碳表面活性剂： 两性离子活性剂分子结构中同时含有酸性基和碱性基，其表现出的离子类型取决于溶液PH值，即在酸性介质中表现为阳离子型，在碱性介质中表现为阴离子型。两性氟碳表面活性剂酸性基主要是羧酸基和磺酸基，碱性基主要是氨基或季铵基。两性氟碳表面活性剂具有优良乳化性能，在氟碳材料、纸张、皮革等产品制造过程中用作乳化剂。 4、非离子型氟碳表面活性剂： 非离子型氟碳表面活性剂在水溶液中不电离，其极性基通常为含氧醚键（如聚氧乙烯基）。非离子型比其它类型活性剂更易溶于水、有机溶剂（包括酸、碱介质），与其它类型活性剂的相容性也更好。由于其在水中不电离，故对PH值稳定性高，受电解质、无机盐的影响也小，但因其极性基为一定数量的含氧醚键/羟基组成，故不能应用于强氧化介质，以免造成醚键断裂。
Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及应用
Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及应用 班级：应化1004班姓名：梁伟学号：2010016119 摘要：为了把Gemini型季铵盐表面活性剂的功能及应用介绍得更加详细彻底，本文总结了部分Gemini 型季铵盐表面活性剂的合成方法，综述了近年来Gemini 型季铵盐表面活性剂的结构研究进展及该类表面活性剂的应用情况。 关键词：Gemini 季铵盐表面活性剂 1.前言： Gemini型季铵盐表面活性剂的合成出现在20世纪90年代，与传统面活性剂相比有更高的表面活性【1】，更低的临界胶束浓度，具有能降低溶液的表面张力、增溶、乳化与破乳、分散与凝聚、起泡与消泡等优良性质，因此在石油工业、新材料和生物技术等许多领域都有广泛应用。Gemini型表面活性剂的出现彻底改变了人们对表面活性剂的思考模式，因为它是通过化学键联接方式来提高表面活性，和以往所用的物理方法不同，同时在概念上也是一个突破，Gemini表面活性剂是结构新颖的新一代表面活性剂，其优良的性能引发了各国对该类型表面活性剂的研究热潮。 Gemini型季铵盐表面活性剂的独特结构使其具有传统表面活性剂所无法相比的性质,如具有极高的表面活性；良好的水溶性；连接基团为亲水基的Gemini 型表面活性剂有很低的Krafft点【2】，能够溶于冷水中；具有更好的钙皂分散性，可用于制备高效润湿剂；一些短链连接基团的Gemini型表面活性剂具有独特的流变性能,在稀的浓度范围内表现出黏弹性；与普通的表面活性剂有良好的协同效应,使体系性能更卓越；以及水溶助长性和生物安全性等。Gemini 型表面活性剂的应用非常广泛，如在印染行业中,用作涤纶织物碱减量促进剂和阳离子染料染色缓染剂；在农业上，可用来清洗土壤；用作药物载体、化学反应催化剂、石油添加剂、抗静电剂、织物柔软剂和防腐剂等【3】。国内外Gemini 型表面活性剂的合成研究一直比较活跃，已有阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型的合成报道。
含氟表面活性剂
含氟表面活性剂的研究进展 摘要：含氟表面活性剂是特种表面活性剂的一类。本文对含氟表面活性 剂的结构与特性、合成方法及应用进行了简单综述。 关键词：氟表面活性剂；结构；特性；合成；应用 Containing fluorine surfactants research progress Abstract：containing fluorine surfactant is special surface active agent category. Compared with the traditional surface active agent, with high surface activity, high heat stability and GaoHuaXue stability, already hate water and the characteristics of every oil, has been widely used in washing, fire control, oil, textile and other fields. This paper containing fluorine surfactants structure and properties, synthesis methods and the application of a simple and reviewed in this paper. Keywords: fluorine surfactant; Structure; Characteristics; Synthesis; Application 氟表面活性剂主要是指碳氢链疏水基上的氢完全或部分被氟原子取代的表面活性剂。氟表面活性剂是迄今为止所有表面活性剂中表面活性最高的一种，有很高的热稳定性、化学稳定性。此外，其碳氟链既憎水又憎油，可制成油溶性的氟表面活性剂。氟表面活性剂的这些独特性能使其具有广泛用途，特别是在一些特殊应用领域起着其他表面活性剂无法取代的作用。氟表面活性剂合成较难，对其研究也相对较少，而且很多研究成果都已申请专利[1] 。 1.含氟表面活性剂的结构 从结构上看，氟表面活性剂与普通表面活性剂相似，都由亲水基和疏水基组成（见图1），尾部RF 是一个既憎水又憎油的氟碳链（可以是直链或支链），可根据使用需要改变链长和结构，一般最适宜的碳氟链长为6～10。尾部RF 在降低表面张力上起着决定性作用，也使得氟表面活性剂不同于传统的碳氢、硅
表面活性剂的合成、纯化、及应用论文
摘要 表面活性剂是一类易于富集于界面、并对界面性质及相关工艺过程产生明显影响的物质。从发展历史看，表面活性剂源于洗涤剂，但随着技术发展而脱离了洗涤剂，形成了独立的工业。随着表面活性剂的发展和整体工业水平的提高，表面活性剂已从日常生活中的家用洗涤与个人保护用品，进入了国民经济各个领域和国家支柱产业本文将简单介绍一下表面活性剂的合成、纯化、表征及在精细化学品中的应用。 关键词：表面活性剂纯化鉴定合成
Abstract Surfactant is a kind of easily enriched in the interface, and have a significant effect on the interfacial properties and related process material. From the development history, surfactants in detergent, but with the development of technology and from the detergent, formed an independent industrial. With the development of surfactant and the overall industrial level, surface active agent has been from the household cleaning and personal care products in daily life, in all fields of national economy and the national pillar industry, this article will introduce the surfactant synthesis, purification, characterization and application of fine chemicals. Key words : Surfactant, Purification, Identification
季铵盐双子表面活性剂的合成和表面活性
第26卷第1期2009年1月 精细化工 FI NE C H E M I CAL S Vo.l 26,No.1J an.2009 表面活性剂 季铵盐双子表面活性剂的合成和表面活性 * 王 军,栾立辉,杨许召,李刚森 (郑州轻工业学院河南省表界面科学重点实验室,河南郑州 450002) 摘要:以吗啉和溴代烷为原料,合成了两种季铵盐双子表面活性剂(m -6-m ,m =10,12),并用IR 和1HNM R 表征 了其结构。测得28 时,12-6-12和10-6-10的表面张力( CMC )分别为26 45mN /m 和25 55mN /m;临界胶束浓度(C M C )分别为1 0mmo l/L 和3 1mm o l/L;pC 20值分别为3 48和3 03;比表面过剩( max )分别为2 72 10-6m o l/m 2和2 80 10-6mo l/m 2;分子最小截面积(A m i n )分别为0 611n m 2和0 593nm 2。结果表明,该季铵盐双子表面活性剂与相同离子头基及烷基链的单季铵盐表面活性剂相比,C M C 低一个数量级, C M C 相差不大。关键词:季铵盐;双子表面活性剂;表面张力;表面活性剂 中图分类号:TQ 423 12 文献标识码:A 文章编号:1003-5214(2009)01-0014-04 Synthesis and Surface A cti vity of Cati onic G e m i ni Surfactants WANG Jun ,LUAN L i hu,i YANG Xu zhao ,LI Gang sen (H enan Provi ncial K e y Laboratory of Surface &Interface S cience ,Zhengzhou Universit y of L i gh t Indus t ry,Zhengzhou 450002,H enan,China) Abstract :Two types o f cati o nic ge m i n i surfactants (m -6-m ,m is 10,12)w ere synthesized w ith m orpholine and alky l bro m i d e .The che m ical str ucture of the purified products w ere confir m ed using I R and 1 HNMR.Surface tensi o ns( CMC )of 12-6-12and 10-6-10w ere m easured at 28 and are respectively 26 45mN /m and 25 55mN /m;the critica lm icelle concentrations(C M C)are 1 0mm ol/ L and 3 1mm ol/L ;pC 20are 3 48and 3 03;excess adsor pti o n a m ounts( max )are 2 72 10-6 m ol/m 2 and 2 80 10 -6 m ol/m 2;and the saturation adsorption areas per mo lecule (A m in )are 0 611n m 2 and 0 593nm 2 .The resu lt sho w s t h at t h e surface tensi o n of t h e ge m i n i surfactants are si m ilar as their co rrespond i n g !m ono m er ?,bu t their C MC are only one tenth of t h e ir !m ono m er ?.Key w ords :cati o nic ;ge m i n i surfactan ts ;surface tension ;surfactants Foundation ite m s :Supported by H enan province key scientific and technolog ical pro ject (082102270006)and the Zheng zhou city sc ience and techno l o gy pro ject(074SCCG23109-6) 双子表面活性剂是通过化学键将两个传统的单头基单烷烃链表面活性剂在离子头基处用联接基团 联接起来的新一代表面活性剂[1] ,从根本上克服了传统的单离子型表面活性剂由于离子头基间的电荷斥力或水化引起的分离倾向,促进了其在界面或分子聚集体中的紧密排列,表现出优异的性能,是胶体 与界面化学领域的研究热点[2,3] 。 目前文献报道的大多是以季氮离子为离子头基 的季铵盐双子表面活性剂[4~6] ,而以含氮杂环为离 子头基的双子表面活性剂的合成和性能鲜见报道。 作者以吗啉和溴代烷为原料合成了以吗啉为离子头基的季铵盐双子表面活性剂,考察了其表面活性。 1 实验部分 1 1 试剂与仪器 试剂:吗啉、氢氧化钠、溴乙烷(均为AR,天津市科密欧化学试剂有限公司);1,6 二溴己烷、溴代癸烷、溴代十二烷#均为AR,阿拉丁试剂(上海)有 *收稿日期:2008-08-18;定用日期:2008-10-30 基金项目:河南省重点科技攻关项目(082102270006);郑州市科技攻关项目(074SCCG23109-6) 作者简介:王 军(1961-),男,教授,主要从事表面活性剂的合成与应用研究,E -m ai:l w angj un8828@s i na .co m 。
氟表面活性剂综述-肖进新
含氟表面活性剂经典综述 作者：肖进新江洪(北京大学化学与分子工程学院胶体化学研究室,北京100871) 普通表面活性剂的疏水基一般为碳氢链,称碳氢表面活性剂。将碳氢表面活性剂分子碳氢链中的氢原子部分或全部用氟原子取代,就成为碳氟表面活性剂,或称氟表面活性剂。碳氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种,有很多碳氢表面活性剂不可替代的重要用途。本文介绍其合成、性能及应用。 1碳氟表面活性剂的物化性质和用途 碳氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”、“两憎”,即高表面活性、高耐热稳定性及高化学稳定性;它的含氟烃基既憎水又憎油。碳氟表面活性剂其水溶液的最低表面张力可达到20ｍＮ/ｍ以下,甚至到15ｍＮ/ｍ左右。碳氟表面活性剂在溶液中的质量分数为0.05%～0.%,就可使水的表面张力下降至20ｍＮ/ｍ以下。而一般碳氢表面活性剂在溶液中的质量分数为0.%～1.%范围才可使水的表面张力下降到30ｍＮ/ｍ～35ｍＮ/ｍ。碳氟表面活性剂如此突出的高表面活性以致其水溶液可在烃油表面铺展(参见本文第二部分)。碳氟表面活性剂有很高的耐热性,如固态的全氟烷基磺酸钾,加热到420℃以上才开始分解,因而可在300℃以上的温度下使用。碳氟表面活性剂有很高的化学稳定性,它可抵抗强氧化剂、强酸和强碱的作用,而且在这种溶液中仍能保持良好的表面活性。若将其制成油溶性表面活性剂还可降低有机溶剂的表面张力。 早期,碳氟表面活性剂曾用作四氟乙烯乳液聚合的乳化剂,以后逐步用作润湿剂、铺展剂、起泡剂、抗黏剂和防污剂等,广泛应用于消防、纺织、皮革、造纸、选矿、农药和化工等各个领域,显示强大的生命力。但碳氟表面活性剂由于合成困难,价格较高,目前主要用于一般碳氢表面活性剂难以胜任或使用效果极差的领域。研究表明,将碳氟表面活性剂与碳氢表面活性剂复配,有可能减少碳氟表面活性剂的用量而保持其表面活性。如将异电性碳氢和碳氟表面活性剂复配,不仅可大大减少碳氟表面活性剂的用量,在某些特殊情况下,复配品甚至具有更高的降低表面张力的能力,即达到全面增效作用。碳氟表面活性剂特殊应用的一个典型实例是利用其水溶液可在油面上铺展的特性,制备水成膜泡沫灭火剂,其原理为:欲使水溶液在油面上铺展,必须满足铺展条件,即铺展系数Ｓｗ/ｏ>0: 油的表面张力约为20ｍＮ/ｍ～24ｍＮ/ｍ左右。因此欲使铺展系数大于零,水溶液的表面张力一般应在18ｍＮ/ｍ以下(至少应在20ｍＮ/ｍ以下)。有相当数量的碳氟表面活性剂,其水溶液的表面张力较高,不能满足铺展条件。在另一种情况下,即使表面活性很高的碳氟表面活性剂,其水溶液也只能在达到一定浓度(临界铺展浓度)时方可在油面上铺展。研究表明,当油面首先加入很少量能够铺展的碳氟表面活性剂水溶液后,一些本来由于表面张力太高而不能铺展的碳氟表面活性剂水溶液即可在油面上铺展。若在油面上首先铺展少量在临界铺展浓度之上的碳氟表面活性剂水溶液,临界铺展浓度之下的水溶液也可铺展。碳氟表面活性剂水溶液在油面上铺展形成一层水膜,使油面与空气隔绝,以此发展出一种高效灭火剂———水成膜泡沫灭火剂(或称“轻水”泡沫灭火剂),这是目前国际上重点发展的灭火剂,主要用于扑灭油类火灾。 2碳氟表面活性剂的合成 与碳氢表面活性剂相比,碳氟表面活性剂的合成相对困难。它的合成一般分三步:首先合成含6个～10个碳原子的碳氟化合物,然后制成易于引进各种亲水基团的含氟中间体,最后引进各种亲水基团制成各类碳氟表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备碳氟表面活性剂的关键。
阳离子表面活性剂
https://www.360docs.net/doc/629292850.html, 淮南华俊新材料科技有限公司 https://www.360docs.net/doc/629292850.html, 阳离子表面活性剂主要是含氮的有机胺衍生物，由于其分子中的氮原子含有孤对电子，故能以氢键与酸分子中的氢结合，使氨基带上正电荷。因此，它们在酸性介质中才具有良好的表面活性；而在碱性介质中容易析出而失去表面活性。除含氮阳离子表面活性剂外，还有一小部分含硫、磷、砷等元素的阳离子表面活性剂。 阳离子表面活性剂生产厂家哪家好？淮南华俊新材料科技有限公司来为您解答！ 阳离子表面活性剂在工业上大量使用的历史不长，需求量逐年都在快速增长，但是由于它的主要用途是杀菌剂、纤维柔软剂和抗静电剂等特殊用途，因此与阴离子和非离子表面活性剂相比，使用量相对较少。 我国阳离子表面活性剂的研发和使用起步较晚，但发展速度较快。1981年工业用阳离子表面活性剂品种为18个，占工业用表面活性剂总品种数的13.5%。到1990年便上升为45个，占15.5% ，
https://www.360docs.net/doc/629292850.html, 淮南华俊新材料科技有限公司 https://www.360docs.net/doc/629292850.html, 包括民用品种在内，总计有105个品种。但由于阳离子表面活性剂应用范围窄、使用量较小，因此产量极少，直至2002年年产量仍然仅有几千吨，不足表面活性剂总产量的1%。 阳离子表面活性剂一般都具有良好的乳化、润湿、洗涤、杀菌、柔软、抗静电和抗腐蚀等性能，由于其特殊的性能与应用，具有良好的发展潜力，随着工业用和民用应用范围不断扩大，其品种和需求量都将继续增加。 淮南华俊新材料科技有限公司是安徽省高新技术企业，目前增设上海、广州两家办事处。 是以表面活性剂和聚丙烯酸及丙烯酰胺系列
一种季铵盐氟表面活性剂的制备及其表面活性
2010年第17卷第2期 化工生产与技术Chemical Production and Technology 一种季铵盐氟表面活性剂的制备及其表面活性 程海军 史鸿鑫* 刘秋平 项菊萍 武宏科 陈立军 （浙江工业大学，绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地，杭州310032） 摘要以环氧六氟丙烷二聚物和N,N -二乙基丙二胺为原料，经酰胺化和季铵化反应，制备了N,N-二乙基-N-甲基-N-(N '-2-全氟丙氧基丙酰胺基)丙基碘化铵（FCI-1）。用IR 、 1 H NMR 、19F NMR 等方法对其结构进行了表征，并测试了表面张力等性能。结果表明，所 得产物临界胶束浓度（CMC ）为38.7mmol/L ，在CMC 时表面张力为20.4mN/m ，具有良好的水溶性和高表面活性。 关键词氟表面活性剂；环氧六氟丙烷二聚物；N,N -二乙基丙二胺；季铵盐；表面张力中图分类号TQ423.12+1 文献标识码A DOI 10.3969/j.issn.1006-6829.2010.02.001 *通讯联系人。E-mail ：shihxin@https://www.360docs.net/doc/629292850.html, 收稿日期：2010-02-08 氟化工 氟表面活性剂具有“三高、两憎”的特殊性能，日益受到人们的关注，是目前所有表面活性剂中表面活性最高的一类，主要应用于技术要求较高的特种场合，或一般普通表面活性剂难以胜任、应用效果较差的领域。阳离子氟表面活性剂是氟表面活性剂的重要品种之一，主要分为胺盐型和季铵盐型2大类，并以季铵盐型用途最广[1-2]。季铵盐型由于不受pH 影响，在酸、碱介质中均可使用。它除了具有表面活性外，还具有与阴离子及非离子氟表面活性剂不同的特点，其中之一是它的水溶液有很强的杀菌能力，常用作消毒剂和灭菌剂；它的另一特点是容易吸附在固体表面（或固液界面），工业上用作浮选剂、乳化剂、柔软剂、抗静电剂和颜料分散剂等[3]。 从结构上看，阳离子氟表面活性剂中的亲水基团为季铵阳离子。憎水基部分除含氟烃基结构外，往往还含有烃基、酰胺基等基团，且含氟烃基大部分是有6～10个碳原子的直链烃基结构。直链全氟烃基的合成主要有电解法和调聚法。电解法衍生得到含全氟辛烷磺酰基的氟表面活性剂（PFOS ）对人类健康有害，受国际公约限制，即将被淘汰。调聚法制备直链全氟烃的有效组分较低，衍生得到的氟表面活性剂成本高。而四氟乙烯齐聚物和六氟丙烯齐聚物基氟碳表面活性剂的表面活性低于全氟烷基链基氟碳表面活性剂，同样存在难于生物降解的问题。 环氧六氟丙烷齐聚物是一种环氧六氟丙烷在催化剂存在的条件下开环聚合生成的低级全氟聚醚，2 个以上的全氟丙烯单元通过醚键首末相连而成，一端带有酰氟基团。以环氧六氟丙烷齐聚物合成的表面活性剂活性很高，生物降解性优于全氟正烷基链基氟碳表面活性剂。该类氟碳表面活性剂的研究与报道较为少见[4-5]。 本研究以环氧六氟丙烷二聚体为原料，经过酰胺化、季铵化反应，制备性能优异的含氟表面活性剂 N,N -二乙基-N-甲基-N-(N '-2-全氟丙氧基丙酰胺基)丙基碘化铵（FCI-1），用IR 、1H NMR 、19F NMR 等 方法对其结构进行了表征，并测试了表面张力等性能。 1 实验部分 1.1 试剂与仪器 环氧六氟丙烷二聚体，质量分数≥99%；N,N -二 乙基-1,3-丙二胺，医药级；碘甲烷，乙醚，二氯甲烷，四氢呋喃，乙酸乙酯，吡啶，丙酮，乙腈，丁酮，无水氯化钙，氢氧化钠，均AR 。 AVATAR 370型红外光谱仪，DCA-315表面张力仪，Mercury Plus 400核磁共振仪（400MHz ），GC-14B ，RE-3000旋转蒸发仪，B-545熔点仪。1.2合成方法 1.2.1中间体的制备 在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和回流冷凝管（上端装一无水CaCl 2干燥管）的四口烧瓶中，加入 3.12g （24mmol ）的N,N -二乙基-1,3-丙二胺和30mL 的CH 2Cl 2，冷却至0℃，边搅拌边滴加6.64g （20 ·1 ·
含氟表面活性剂的合成与性能
含氟表面活性剂的合成与性能学院：化学与材料工程学院班级：应化1001 学号：05011001
含氟表面活性剂的合成与性能 （江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡214122） 摘要：含氟表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种，有很多碳氢表面活性剂不可替代的用途。含氟表面活性剂主要以全氟烷基或全氟烯基或部份氟化了的烷基等作为疏水基部分，然后再按需要引入适当的连接基及亲水基团，根据亲水基团性质的不同分别合成阴离子型、阳离子型、非离子型及两性型等不同系列的含氟表面活性剂产品。另外，含氟表面活性剂具有“三高二憎”的特点，所谓“三高”是指高表面活性、高热稳定性和高化学惰性；所谓“二憎”(也称“双憎”)是指同时具有憎水性和憎油性。其已广泛应用于洗涤、消防、石油、纺织等多个领域。本文主要介绍了含氟表面活性剂的一些合成方法和性能。 关键词：含氟表面活性剂；三高二憎；合成；性能； Synthesis and Properties of fluorine-containing surfactant LI Yong-liang (College of Chemical and Material Engineering, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122 ,China) Abstract: The fluorine-containing surfactant is the most important varieties of specialty surfactants, there are a lot of hydrocarbon surfactants irreplaceable purposes. This paper describes the fluorine-containing surfactant fluorinated alkyl perfluoroalkyl or perfluorinated alkenyl or in part as a hydrophobic moiety, and then need to introduce appropriate linking group and hydrophilic groups, according to the nature of the hydrophilic group of different synthetic anionic, cationic, nonionic and amphoteric type different series of fluorine-containing surface active agent product. In addition, the fluorine-containing surfactant has three sophomore hate "is characterized by the so-called" three high "refers to the high surface activity, high thermal stability and high chemical inertness; the so-called" hate "(also called" hate ") hydrophobic and oleophobicity. It has been widely used in washing, fire, oil, textile and other fields. This paper describes the fluorine-containing surfactant synthesis methods and performance. Keywords：Fluorinated surfactant; Three highways and two hated ways;
新型螯合性表面活性剂的合成
新型螯合性表面活性剂的合成 梁政勇Ξ 叶志文 吕春绪 (南京理工大学化工学院,江苏南京210094) 摘 要:简要介绍了螯合性表面活性剂的发展背景以及前景。重点介绍了N 2十二烷基乙二胺三乙酸钠的合 成机理与工艺。采用过量的无水乙二胺与12溴代十二烷反应合成中间体N 2十二烷基乙二胺。然后再与过量的氯乙酸反应合成N 2十二烷基乙二胺三乙酸,用NaOH 中和,即得终产物N 2十二烷基乙二胺三乙酸钠。合成中间体的最佳工艺条件为n (乙二胺)∶n (12溴代十二烷)=(25～30)∶1,反应温度为60℃,反应时间8h ,收率97%;终产品最佳合成工艺条件为n (氯乙酸)∶n (中间体)=(6～7)∶1反应温度80℃,反应时间10h ,收率86%以上。 关键词:螯合性表面活性剂;12溴代十二烷;乙二胺;氯乙酸;E DT A Synthesis of N ovel Chelating Surfactant LIANG Zheng 2yong ,YE Zhi 2wen ,LV Chun 2xu (Department of Chemistry ,Nanjing University of Science &T echnology ,Nanjing 210094,China ) Abstract :In this article the development history and prospect of chelating sur factants are introduced with the em phasis on synthesis mechanism and process of N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid s odium.Excess anhydrous ethylenediamine reacted with 12brom olaurane to produce N 2lauryl ethylene diamine ,which then reacted with excessive chloroacetic acid to give N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid.The end product is obtained by neutralizing N 2lauryl ethylene diamine triacetic acid with NaOH.The optimum conditions for producing the intermediate as follows ∶n (ethylene diamine )∶n (12brom olaurane )=(25～30)∶1,tem pera 2ture is 60℃,time is 8h and yield is 97%.The optimum conditions for producing the end product are :n (chloroacetic acid ):n (in 2termediate )=(6～7)∶1,tem perature is 80℃,time is 10h and yield is over 86%. K ey w ords :chelating sur factant ;12brom olaurane ;ethylene diamine ;chloroacetic acid ;E DT A 提高表面活性剂特别是阴离子表面活剂的抗硬水能力一直是业内普遍关注的课题。早在20世纪40年代,人们就开始使用各种表面活性剂助剂来提高其抗硬水能力,最先使用的五钠(STPP )是一种性能优良的助剂,具有很强的螯合Ca 2+、Mg 2+的能力,并有乳化污垢、防止污垢再沉积的作用,且价格便宜,具有较高的性价比;然而它的大量使用可导致水体过营养化,带来了极大的生态危害而限制其使用〔1〕。为了减轻水体过营养化,20世纪70年代,一些国家和地区就通过限磷和禁磷的法律,取而代之 的非磷助剂主要是4A 沸石〔2〕 ,然而其不溶于水,对Ca 2+、Mg 2+的交换能力较差,性价比较低。一项研 究甚至表明〔3〕 ,使用含4A 沸石的洗涤剂可能会造 成更加严重的环境危害,与全球的“可持续发展”战 略不符。因此,开发新型无磷助剂势在必行,螯合性表面活性剂应运而生。 螯合性表面活性剂是一种新型的功能型表面活性剂,是由有机螯合剂如E DT A 等衍生而得的产物。分子中含有一个长链的烷(酰)基和几个相邻的离子亲水基。早期的产品多是由E DT A 与脂肪醇、脂肪 胺制备的混合酯或混合酰胺产物〔4〕 ,质量不高。美国的Ham pshire 公司合成了纯度较高的N 2酰基E D3A 类表面活性剂,但工艺复杂。作者以乙二胺 为原料合成N 2烷基类表面活性剂,合成工艺较为简单。 众所周知,E DT A 是一种优良的螯合剂,据文 ? 81?Ξ收稿日期:03209230 作者简介:梁政勇(1978～),硕士,主要从事精细有机合成方面的研究工作。 V ol.12,N o.2精细与专用化学品第12卷第2期Fine and S pecialty Chemicals 2004年1月21日
季铵盐表面活性剂研究(开题报告)
毕业设计（论文）开题报告题目季铵盐表面活性剂研究专业名称应用化学 班级学号xxxxxxxx 学生姓名xxx 指导教师xxx 填表日期xxxx 年xx 月xx 日
一、选题的依据及意义： 近年来，季铵盐类阳离子表面活性剂的品种开发和产品应用都得到了较快发展。随着阳离子表面活性剂在工业各领域内日益广泛的应用，对其性能也提出了更多、更高、更为具体的要求，促使对表面活性剂的合成进行更为深入的研究。 双季铵盐类表面活性剂是一类新型的表面活性剂，与单季铵盐阳离子表面活性剂具有相近的性能及相同的应用范围。由于双季铵盐表面活性剂中含有两个锡氮原子，在金属、塑料、织物、矿石上具有更强的成键能力和吸附作用，与非离子及两性表面活性剂的复配性能也得到进一步的改善，而且水溶性也明显加强，所以，双季按盐类阳离子表面活性剂在沥青乳化、矿石浮选、纤维织物整理、金属加工等行业已得到广泛的应用。 有人曾介绍了以脂肪伯胺与环氧氯丙烷及三甲胺反应制备单烷基双季铵盐以及脂肪叔胺与环氧氯丙烷反应制备双烷基双季铵盐的方法。在此基础上，又研究了以脂肪胺与丙烯睛及氯甲烷反应制备单烷基双季按盐的工艺，以期得到制取双季按盐更为经济实用的方法。 季铵盐类表面活性剂除具有表面活性剂的表面吸附、降低表面张力及在溶液中聚集等基本特性外，还具有抑制和杀灭微生物等生物效应，因此该类表面活性剂发展的初期主要用作杀菌剂。季铵型表面活性剂的杀菌机制主要通过正离子头基吸附在负电荷的细菌表面，改变细菌细胞壁的通透性来完成的；此外，其吸附到细菌体表面后，有利于疏水基与亲水基分别深入菌体细胞的类脂层与蛋白层，导致酶失去活性和蛋白质变性[1]。由于上述这两种作用的联合效应，使得季铵型表面活性剂具有较强的杀菌能力。 目前，我国常用的季铵盐杀菌剂主要有十二烷基苄基氯化铵(洁而灭或1227)、新洁尔灭以及它们的复合产品，这些都是单头基烷烃链季铵盐。它们在循环冷却水处理过程中虽然起到了较好的作用，但是随着时间的推移和技术的进步，其不足之处也显现出来:细菌容易对其产生抗药性，使用剂量大(100mg/L以上)，费用高，并且在使用时泡沫多，不易清除等[2-3]。 Gemini(双子)季铵盐表面活性剂包含两个或两个以上的疏水基团和亲水基团，与单季铵型表面活性剂相比，Gemini季铵型表面活性剂具有许多优良的理化性能[4]：更有效地降低表面张力、优良的润湿性、强的洗涤去污能力、较高的生物安全性、很好的耐温稳定性等。尤其是含有多烷基、杂环类的季铵盐表面活性剂更有许多特殊的性能[5-6]：多烷基季铵盐表面活性剂具有较单烷烃链表面活性剂高得多的表面活性，与烷烃链具有相同碳原子数的普通表面活性剂相比，表征其降低表面张力能力的值要低2-3个数量级，而且具有较好的杀菌性能；杂环类表面活性剂因其自身的特殊结构，有些具有很好的杀菌性和生物降解性。
含氟表面活性剂的应用
含氟表面活性剂及其应用 摘要 含氟表面活性剂是目前最受青睐的特种表面活性剂，相比于传统的碳氢表面活性剂，含氟表面活性剂的用量少，降低水溶液表面张力的作用强，同时可以跟其它表面活性剂起到很好的复配效果，可以应用于石油、消防、涂料、造纸等很多领域。
目录 1 表面活性剂 (1) 2 含氟表面活性剂的结构及性质 (1) 2.1 含氟表面活性剂 (1) 2.1.1 含氟表面活性剂的稳定性 (1) 2.1.2 含氟表面活性剂的溶解性 (1) 2.1.3 含氟表面活性剂的表面活性 (2) 2.1.4 含氟表面活性剂的水溶液在油面上的铺展 (2) 2.2 含氟表面活性剂类型 (2) 2.3 含氟表面活性剂的合成方法 (3) 2.4 含氟表面活性剂的应用 (3) 2.4.1 在石油领域的应用 (3) 2.4.2 在消防领域的应用 (4) 2.4.3 在涂料中的应用 (4) 2.4.4 在造纸业中的应用 (4) 2.4.5 在其他方面的应用 (4) 2.5 含氟聚合物的研究进展 (5) 3 展望 (8) 4 个人想法 (8) 参考文献 (9)
1 表面活性剂 所谓表面活性，是指溶剂的表面张力降低的性质，能显著降低（多数为水）表面张力或液-液界面张力的物质被称为表面活性剂。最近科学领域不断地在开拓，表面活性剂不仅运用于日常生活，还可以运用到国民经济关系到的很多方面，在这些领域里，表面活性剂有着神奇的效果，用量虽少，但对改进技术、提高质量、增产节约却收效显著，有“工业味精”之美誉。 我们把表面活性剂的疏水基只含有碳氢链（分子中可以含有Cl、Br、I、O、N、S等元素）的这种常用的表面活性剂称为碳氢表面活性剂。如果除含有以上元素外，分子中还含有F、Si、B等元素，则叫做特种表面活性剂。但随着科学技术的不断发展，一些结构特殊的表面活性剂的不断出现，形成了新型的特种表面活性剂，如含有Bola型、双子型、冠醚型等结构的表面活性剂。特种表面活性剂之所以受到如此关注，是因为它具有诸多普通表面活性剂所不能及的特殊性质。特别是含氟表面活性剂，它是近年来迅速发展的一类表面活性剂，是特种表面活性剂非常重要的一个品种，也是迄今为止表面活性最高的一种。 2 含氟表面活性剂的结构及性质 2.1 含氟表面活性剂 碳氧表面活性剂结构上的氧原子被氟原子部分或者全部替代被称为含氟表面活性剂。它具有高表面活性、高耐热稳定性、高化学稳定性、憎水性和憎油性的“三高”、“两憎”的独特性能，是20世纪最重要的化工产品之一，在许多特殊的领域中有着不可替代的作用。 2.1.1 含氟表面活性剂的稳定性 氟是自然界中电负性最高的元素，所以碳氟键的共价键具有离子键的性能，键能很高，可达415J/mol，又因为共价键合的氟原子的原子半径比氧原子大，可有效地将全氟化的键屏蔽保护，因此相比之下含氟表面活性剂具有良好的化学稳定性和热稳定性。例如，将全氟辛基磺酸在浓硝酸中反应温度加到170℃也没有被分解；同时与其他的过氧化氧或者联氨等反应时也没有发现异常。 2.1.2 含氟表面活性剂的溶解性 含氟表面活性剂在水溶液的溶解度完全取决于其极性基团和碳氟基的结构，其溶解度随着链长的增加而降低。例如甲烷在水中的溶解度是四氟甲烷的7倍。