新型羧酸盐类双子阴离子表面活性剂合成工艺及表面性能研究_李妮妮
双子（Ｇｅｍｉｎｉ）表面活性剂是近年来研究较多的
一种新型表面活性剂，因其分子结构中具有２个或２个以上的亲水基和疏水基，相当于通过一个间隔基团将２个传统的表面活性剂连接在一起，故具有传统表面活性剂无法比拟的优良表面性能。同时可以通过改变Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂间隔基团的刚柔性、化学结构、长短及亲疏水性联接位置等来调控分子间相互作用力，由此产生丰富多样的分子有序聚集体形状与特性，而这一点正是传统的单疏水基单亲水
基表面活性剂所无法实现的［１，２］
。
目前，国内外对Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂的研究较多的是阳离子型Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂，其化学性质稳定，
合成较为简单，但是由于其刺激性强，与阴离子复配效果差，生物降解性不好，在洗涤剂应用上范围较窄［３￣５］。相比之下，阴离子型Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂具有：①很低的Ｋｒａｆｆｔ点；②与传统表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂复配能产生更大的协同增效作用；③具有良好的增溶能力；④具有良好的起泡性、钙皂分散能力及乳液稳定性；⑤独特的流变性能；⑥低刺激性、低毒性、良好的生物降解性和对人体较好的亲和性等，符合绿色化学基本原则，已成为国内外胶体和界面化学研究开发的热点［６，７］。
本文以双十二烷基乙二胺与丁二酸酐为原料合成了一种性价比高的新型羧酸型Ｇｅｍｉｎｉ阴离子表面活性剂，采用正交试验对其合成工艺进行了优化，并测定了其表面活性。
1实验部分
1.1主要试剂及仪器
双十二烷基乙二胺（自制），纯度：９７．７９％；丁二酸酐（分析纯，天津市福晨化学试剂厂）；四氢呋喃和三乙胺（分析纯，天津市光复精细化工研究所）；超纯水（自制）。
ＡＶＡＴＡＲ３６０型红外光谱仪（美国Ｎｉｃｏｌｅｔ公司）；ＡＲＸ－３００ＮＭＲ型核磁共振仪（美国Ｂｒｕｋｅｒ公司）；ＷａｔｅｒｓＡｌｌｉａｎｃｅ２６９０型高效液相色谱仪（美国Ｗａｔｅｒｓ公司）；ｖａｒｉｏＥＬⅢ型元素分析仪（德国Ｅｌｅｍｅｎｔａｒ公司）；Ａ２０１表面张力仪（上海梭伦信息科技有限公司）。
1.2实验原理
双十二烷基乙二胺与丁二酸酐的反应机理分为２步，首先是酰基碳上发生亲核加成，形成一个带负电的中间体；其次中间体消除一个离去基团，由此形成一种羧酸衍生物产物。其反应式为：
收稿日期：2013-12-13
作者简介：李妮妮（
１９８５－），女，山西人，工程师。新型羧酸盐类双子阴离子表面活性剂
合成工艺及表面性能研究
李妮妮，高欢泉，查青青，于文（
西安开米股份有限公司，陕西西安710061）摘要：用自制的双十二烷基乙二胺与丁二酸酐进行酰胺化反应，制备了一种新型羧酸盐类双子阴离子表面活性剂Ｃ１２Ｈ２５Ｎ（ＣＯＣ２Ｈ４ＣＯＯＨ）Ｃ２Ｈ４Ｎ（ＣＯＣ２Ｈ４ＣＯＯＨ）Ｃ１２Ｈ２５，并采用正交实验的方法优化了其工艺条件。结果表明：较佳工艺条件是n （双十二烷基乙二胺）∶n （丁二酸酐）＝１∶２．８；６０℃下反应２０ｈ，在此条件下产品的平均收率达９１．５％。通过高效液相色谱、ＩＲ、１ＨＮＭＲ及元素分析对产品的结构进行了表征，并测定了该表面活性剂的表面活性。结果表明这种双子阴离子表面活性剂在水溶液中的临界胶束浓度为４．３１×１０－６ｍｏｌ／Ｌ，γｃｍｃ＝２８．７４ｍＮ／ｍ。
关键词：双子表面活性剂；阴离子表面活性剂；合成工艺；表面性能中图分类号：ＴＱ４２３．１１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６－７２６４（２０１４）０１－００３２－０４
ＤＯＩ：１０．１３２２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｄｃ．２０１４．０１．００７
日用化学品科学
DETERGENT ＆COSMETICS
第37卷第1期2014年1月
Vol．37No．1Jan.2014
第1期
1.3实验方法
将双十二烷基乙二胺与三乙胺溶解于四氢呋喃中置于三颈瓶中，再分批加入丁二酸酐，在５０℃￣６５℃下反应。反应结束将反应液旋转蒸发除去四氢呋喃，水洗３次，除去未反应的丁二酸酐，冷却减压抽滤分离出粗品。再使用乙醇、甲醇混合溶剂重结晶，得到纯品。2结果与讨论
2.1正交试验
采用正交表Ｌ９（３４），考察反应温度（Ａ，℃）、反应物的摩尔比（Ｂ，n（双十二烷基乙二胺）：n（丁二酸酐））和反应时间（Ｃ，ｈ）对产品收率的影响。试验因素与水平安排及结果见表１。
对表１分析结果表明，对反应影响较大的２个因素是Ｂ和Ｃ，各因素对产率的影响顺序为：Ｃ＞Ｂ＞Ａ，优化工艺条件为：Ａ２Ｂ３Ｃ３。方差分析结果见表２。
表１和表２分析结果表明，３个因素的作用均高度显著。因素作用的主次顺序为Ｃ、Ｂ、Ａ。通过比较Ｋ值，可确定各因素的最优水平为Ａ２、Ｂ３、Ｃ３，最优水平组合为Ａ２Ｂ３Ｃ３。
2.2重复实验
在正交试验所确定的优化条件下，进行了３次重复实验，结果见表３。３次实验平均收率为９１．５％，产率的误差均小于２．０％，说明正交试验结果可靠。
表2方差分析结果Ｔａｂ．２Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖａｒｉａｎｃｅ
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表1正交试验结果
Ｔａｂ．１Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
试验编号ＡＢＣ收率／％１１（５５）１（１．０∶３．２）１（１０）６６．７２１（５５）２（１．０∶３．０）２（１５）６７．５３１（５５）３（１．０∶２．８）３（２０）７８．４４２（６０）１（１．０∶３．２）２（１５）７４．５５２（６０）２（１．０∶３．０）３（２０）８０．０６２（６０）３（１．０∶２．８）１（１０）７５．３７３（６５）１（１．０∶３．２）３（２０）８２．４８３（６５）２（１．０∶３．０）１（１０）６４．３９３（６５）３（１．０∶２．８）２（１５）８０．０Ｋ１７０．９７４．５６８．８
Ｋ２７６．６７０．６７４．０
Ｋ３７５．６７７．９８０．３
Ｒ５．５７．３１１．５
因素偏差平方和自由度Ｆ比
Ａ５６．０２２８．０Ｂ８０．１２４０．１Ｃ１９８．９２９９．５
表3重复实验结果
Ｔａｂ．３Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｒｅｐｅａｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
重复次数１２３收率／％９０．３９１．７９２．４
注：Ｆ０．０５（２，４）＝６．９４；Ｆ０．０１（２，４）＝１８．０李妮妮，高欢泉，查青青，于文：
新型羧酸盐类双子阴离子表面活性剂合成工艺及表面性能研究
日用化学品科学
第37卷
2.3产品的纯度及结构表征2.
3.1液相色谱分析
由图１中所示的峰形分布分析可知，产品峰为最大峰，根据归一法求得其峰面积占总峰面积的９９．６８８％。故产品的纯度为９９．６８８％。
2.3.2红外光谱分析
产物的红外光谱表征如图２所示。
在图２中，３２２６ｃｍ－１为羧基Ｏ—Ｈ伸缩振动峰；２９１５ｃｍ－１和２８５１ｃｍ－１为甲基亚甲基伸缩振动峰；１７５１ｃｍ－１和１７２５ｃｍ－１为羧基ＣＯ伸缩振动峰；
１６２２ｃｍ－１为叔酰胺的Ｃ
Ｏ伸缩振动峰；１
４６７
ｃｍ－１
为—ＣＨ３弯曲振动峰；１１６６ｃｍ－１为Ｃ—Ｎ伸缩振动峰。可见所测产品含有目标化合物的主要官能基团，初步可以确定是所要合成的目标化合物。2.3.3元素分析
实测值（理论值）／％：Ｃ：６８．００（６８．４６）；Ｈ：１０．８１（１０．７４）；Ｎ：４．５８（４．７０）。由数据可知，Ｃ、Ｈ、Ｎ元素质量分数与理论值相近，表明产物的纯度较高。2.3.4核磁共振波谱分析
通过红外光谱、元素分析和核磁共振波谱确证所合成的表面活性剂的结构与理论结构一致。2.4双子阴离子表面活性剂的表面性能
实验在２５℃下采用吊片法测定了所合成的双子阴离子表面活性剂水溶液的表面张力值随其浓度增加的变化趋势，结果如图４所示。由图４可知，随着产品浓度的增加，表面张力值明显下降，当浓度达到０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ后，水溶液表面张力趋于平衡。
表面活性剂分子在低浓度时以单分子状或离子状分散于溶液中，表现出表面吸附及表面张力降低等界面现象，但当表面活性剂到达临界胶束浓度时，溶液的物理化学性能发生急剧的变化，所以临界胶束浓度是表面活性剂的重要性能参数之一。采用表面张力法测定ｃｍｃ值，由图中γ－ｌｇc 曲线的切线确定出双子阴离子表面活性剂在水溶液中的临界胶束为４．３１×１０－６ｍｏｌ／Ｌ，
图3产品的核磁共振谱图Fig.31HNMR spectrum of the product
图2产品的红外光谱图Fig.2IR spectrum of the product
图1产品的高效液相色谱图
Fig.1HPLC spectrum of the product
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１
ＨＮＭＲ（５０ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３
）结果：由图３可以看出，０．８８１（６Ｈ，１），１．２８３（３６Ｈ，２），１．５５５（４Ｈ，３），
２．６１８￣２．６７９（８Ｈ，４），３．２３７￣３．３２７（４Ｈ，５），３．４３２￣３．４８４（４Ｈ，６），９．３４５（２Ｈ，７）。
第1期
γｃｍｃ＝２８．７４ｍＮ／ｍ，具有非常小的临界胶束浓度及较小的γｃｍｃ，同时可以看出加入极少量的产品即可大幅降低表面张力值，即具有非常好的降低表面张力效率。
3结论
１）正交试验结果分析表明：合成羧酸盐型双子
阴离子表面活性剂的较佳工艺条件是：以n （双十二烷基乙二胺）∶n （丁二酸酐）＝１．０∶２．８为投料比，在６０℃下反应２０ｈ，得到产物平均收率可达９１．５％。与其他双子表面活性剂的合成工艺相比，该产品合成工艺简单，收率较高，更易工业化。
２）通过高效液相色谱，红外光谱，元素分析和核磁共振波谱对产物的纯度及结构进行了鉴定，结果表明所合成产品的纯度为９９．６８８％，其结构与理论结构一致。
３）测定了所合成的羧酸盐型双子阴离子表面活性剂的表面活性，结果表明：羧酸盐型双子阴离子表面活性剂具有非常小的临界胶束浓度和较高的降低表面张力效率。其临界胶束浓度为４．３１×１０－６ｍｏｌ／Ｌ，γｃｍｃ＝２８．７４ｍＮ／ｍ。
参考文献：
［１］赵剑曦．新一代表面活性剂：Ｇｅｍｉｎｉ［Ｊ］．化学进展，１９９９，１１（４）：３４８－３５７．
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［３］ＬＡＳＣＨＥＷＳＫＹＡ，ＷＡＴＴＥＢＬＥＤＬ，ＡＲＯＴＣＡＲＥＮＡＭ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃａｔｉｏｎｉｃｏｌｉｇｏｍｅｒｉｃｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ［Ｊ］．Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２００５，２１：７１７０－７１７９．
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［５］ＢＥＬＬＯＣ，ＢＯＭＢＥＬＬＩＣ，ＢＯＲＯＣＣＩＳ．Ｒｏｌｅｏｆｔｈｅｓｐａｃｅｒｓｔｅｒｅｏ－ｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｎｔｈｅａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃａｔｉｏｎｉｃｇｅｍｉｎｉｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ［Ｊ］．Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２００６，２２：９３３３－９３３８．
［６］ＴＯＭＯＫＡＺＵＹ，ＫＵＮＩＯＥ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｎｉｏｎｉｃｇｅｍｉｎｉｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓｗｉｔｈａｍｉｄｅｇｒｏｕｐｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｃｏｌｌｏｉｄａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，２７６：２３１－２３８．
［７］高欢泉，于文．阴离子双子表面活性剂合成现状及应用前景［Ｊ］．日用化学品科学，２０１１，３４（３）：１９－２２．
图4
羧酸盐型双子阴离子表面活性剂的γ-lg c
关系曲线
Fig.4γ-lg c plots of the anionic gemini surfactant
ｗｉｔｈｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅｇｒｏｕｐｓ
Synthesis and surface activity of a novel anionic gemini
surfactant with carboxylate groups
LI Ni-ni,GAO Huan-quan,ZHA Qing-qing,YU Wen (Xi ’an Kaimi Co.,Ltd.,Xi ’an ,Shaanxi 710061，China)
Abstract:
Ａｎｏｖｅｌａｎｉｏｎｉｃｇｅｍｉｎｉｓｕｒｆａｃｔａｎｔｗｉｔｈｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅｇｒｏｕｐｓ１，２－ｂｉｓ（Ｎ－β－ｃａｒｂｏｘｙｐｒｏｐａｎｏｙｌ－Ｎ－ｄｏｄｅｃａｎｅａｍｉｎｏ）ｅｔｈａｎｅｗａｓ
ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｈｅａｍｉｄａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｍｉｎｏｇｒｏｕｐｏｆ１，２－ｂｉｓ（ｄｏｄｅｃａｎｅａｍｉｎｏ）ｅｔｈａｎｅｗｉｔｈｓｕｃｃｉｎｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅ．Ｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：n （１，２－ｂｉｓ（ｄｏｄｅｃａｎｅａｍｉｎｏ）ｅｔｈａｎｅ）：n （ｓｕｃｃｉｎｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅ）＝１∶２．８，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ６０℃ａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆ２０ｈ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｙｉｅｌｄｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｅｄｐｒｏｄｕｃｔｗａｓ９１．５％．ＴｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｅｄｐｒｏｄｕｃｔｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＨＰＬＣ，ＩＲ，１ＨＮＭＲａｎｄｅｌｅｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅａｃｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｉｓａｎｉｏｎｉｃｇｅｍｉｎｉｓｕｒｆａｃｔａｎｔｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｉｎａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｍｃｗａｓ４．３１×１０－６ｍｏｌ／Ｌａｎｄγｃｍｃ２８．７４ｍＮ／ｍａｓｗｅｌｌ．Key words:ｇｅｍｉｎｉｓｕｒｆａｃｔａｎｔ；ａｎｉｏｎｉｃｓｕｒｆａｃｔａｎｔ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｓｕｒｆａｃｅａｃｔｉｖｉｔｙ
科技广场
γ
李妮妮，高欢泉，查青青，
于文：新型羧酸盐类双子阴离子表面活性剂合成工艺及表面性能研究
表面活性剂常见种类分类
1.阳离子表面活性剂：伯仲叔胺盐，季铵盐(杀菌剂)最常用 咪唑啉(缓蚀剂) 有的用于乳化剂,绝大多数为含氮原子的阳离子，少数为含硫或磷原子的阳离子。 一般基质的表面带有负离子，当带正电的阳离子表面活性剂与基质接触时就会与其表面的污物结合，而不去溶解污物所以一般不做洗涤剂。 2.阴离子表面活性剂分为羧酸盐(皮肤清洁剂)、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐,。去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。 ①肥皂，水溶液的pH在～ ②烷基苯磺酸钠(LAS直 ABS支),是阴离子表面活性剂中最重要的一种品种，烷基苯磺酸盐不是纯化合物合成洗涤剂的主要活性成分。 ABS支，十二烷基苯磺酸钠是最常见的产品。 烷基磺酸盐（AS和SAS),琥珀酸酯磺酸盐(渗透剂OT）, JFC,脂肪酸甲酯磺酸盐(MES) ③硫酸酯盐。它与磺酸盐结构的区别在于硫酸酯盐中的硫原子不与烃基中的碳原子直接相连。 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐（AES) ,是非离子—阴离子型两性混合表面活性剂，一般也将它归在阴离子型硫酸酯盐表面活性剂中。 3. 非离子表面活性剂在水中不发生电离，是以羟基（一OH）或醚键（R—O—R′）为亲水基的两亲结构分子，由于羟基和醚键的亲水性弱，因此分子中必须含有多个这样的基团—才表现出一定的亲水性，这与只有一个亲水基就能发挥亲水性的阴离子和阳离子表面活性剂是大不相同的。在水中和有机溶剂中都有较好的溶解性，在溶液中稳定性高，不易受强电解质无机盐和酸、碱的影响。 (1)聚氧乙烯型 ①烷基酚聚氧乙烯醚(APEO) 包括OP系列和TX系列产品。 OP—10属于壬基酚聚氧乙烯醚中的一种。TX—10 属于辛基酚聚氧乙烯醚中的一种。 ②高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO) 平平加O (2)多元醇型 ①失水山梨醇酯，单酯的商品代号叫Span(司盘) ,若把司盘类多元醇表面活性剂再用环氧乙烷作用就得到相应的吐温(Tween） ②烷基醇酰胺型尼纳尔（Ninol）， 6501、6502椰子油脂肪酸二乙醇酰胺,6501结构式C 11H 23 CON(CH 2 CH 2 OH) 2 4.主要是甜菜碱型、氨基酸型和咪唑啉型。
季铵盐型双子表面活性剂与十八醇的混合单分子膜_周栋梁
Vo.l 28 高等学校化学学报No .52007年5月 CHEM I CAL J OURNAL OF CH I NESE UN I VERSI T I E S 932~935季铵盐型双子表面活性剂与十八醇的混合单分子膜 周栋梁1,杨红伟1,朱谱新1,孙玉海2,冯玉军2,吴大诚1 (1.四川大学纺织研究所,成都610065;2.中国科学院成都有机化学研究所,成都610041)摘要 研究了双子表面活性剂12-2-16和12-2-12分别与十八醇(C 18H 37OH )在空气-水界面上混合单分子膜的P -A 等温线.在相分离表面压以下,比较了不同表面压下和不同混合比单分子膜的混合表面过剩自由能$G ex o M ,分析了双子表面活性剂与脂肪醇在空气-水界面上混合膜中的相容性.结果表明,12-2-16与C 18H 37OH 在所有混合摩尔比下随着表面压增高,自由能增大.12-2-12与C 18H 37OH 混合膜体系的相容性取决于两者的 混合比,$G exo M 随所加入C 18H 37OH 摩尔分数的增加逐渐增大,从异种分子间净的吸引作用转变到相互排斥 作用体系,转变点为C 18H 37OH 加入量的摩尔分数0165.当混合为热力学自发过程时,增大表面压将有利于混合;而对相互排斥体系,增加表面压将使体系内异种分子之间的相互排斥作用更大. 关键词 季铵盐型双子表面活性剂;十八醇;混合单分子膜;混合表面过剩自由能 中图分类号 O 647 文献标识码 A 文章编号 0251-0790(2007)05-0932-04 收稿日期:2006-07-05. 基金项目:国家自然科学基金(批准号:50673062)资助. 联系人简介:朱谱新(1956年出生),男,博士,教授,主要从事高分子材料结构与性能、表面与界面等方面的研究. E-m ai:l z hupxscu @163.co m 双子表面活性剂的结构特殊,表面活性更高,能有效地降低表面张力,易形成胶束、易溶解、润湿 性良好[1],因而成为研究的热点[2~11].季铵盐型双子表面活性剂是一种目前研究较多的阳离子型双子表面活性剂,对它的合成以及物理化学性能已有深入的研究[8~11].为了使双子表面活性剂能大规模的应用,人们探索了其与普通阴离子、阳离子、非离子和两性离子表面活性剂进行复配使用,并研究了 其混合体系溶液的表面性质[9~11].以Lang mu ir 膜天平为手段研究双子表面活性剂在空气-水界面的单 分子膜,可以了解其在溶液中的胶束行为.通常,两亲性分子铺展的单分子膜在压缩过程中处于亚稳态,当表面压较低时在缓慢压缩的时间尺度下,可以将压缩单分子膜看成是稳定的,因为铺展分子从 膜中向亚相溶解需要克服脱附能垒,达到平衡的过程很漫长[12].以往对于具有一定水溶性的两亲性分 子表面单分子膜的研究较少,而对此方面的研究可以得到表面单分子膜稳定性的很多信息.本文采用Lang m uir 膜天平分别测定了双子表面活性剂12-2-16和12-2-12与C 18H 37OH 混合膜在空气-水界面上混合膜的P -A 等温线,并计算混合表面过剩自由能,从而说明与极性有机分子C 18H 37OH 复配时,双子表面活性剂12-2-16和12-2-12形成的复合单分子膜的界面行为以及混合膜分子之间的相互作用.1 实验部分 1.1 试剂与仪器 双子表面活性剂12-2-16和12-2-12为自制[13],在丙酮和乙醇的混合溶剂中重结晶3次.在25e 时,12-2-16和12-2-12水溶液的临界胶束浓度分别为0116和0180mm o l/L [13].正十八醇(C 18H 37OH,分析纯,上海光铧科技有限公司);三氯甲烷(分析纯,成都长联化工试剂有限公司);无水乙醇(分析纯,沈阳化学试剂厂);实验用水为二次去离子水;LB 膜分析仪(KSV 2000-Ⅲ型,芬兰). 1.2 实验过程 分别配制12-2-16,12-2-12和C 18H 37OH 的三氯甲烷溶液,浓度约为1g /L ,再按一定摩尔比配成混合溶液.先用无水乙醇将Lang mu ir 槽(材质为聚四氟乙烯,内径尺寸700mm @120mm @10mm )清洗干净,再用二次去离子水冲洗,然后注满二次去离子水,用障条刮水面3次,以去除水面上的杂质.
磺酸盐类表面活性剂
磺酸盐类表面活性剂简述 表面活性剂,凡加入少量而能显著降低液体表面张力的物质，统称为表面活性剂。它们的表面活性是对某特定的液体而言的，在通常情况下则指水。无论何种表面活性剂，其分子结构均由两部分构成。分子的一端为非极亲油的疏水基，有时也称为亲油基；分子的另一端为极性亲水的亲水基（如—OH、—COOH、—NH2、—SO3H等），有时也称为疏油基或形象地称为亲水头。两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接，形成了一种不对称的、极性的结构，因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油，便又不是整体亲水或亲油的特性。表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”.表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。由于其特具的结构特点，因此给这类物质带来许多特性, 如乳化、分散、润湿、渗透、去污、起泡、消泡、防水、抗静电、柔软、杀菌等。 表面活性剂的分类方法很多，根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等，阴离子表面活性剂, 特别是磺酸盐类阴离子表面活性剂, 在所有表面活性剂中较为重要。本文以常用的磺化剂为线索, 叙述了磺酸盐类表面活性剂制备方法、产品的主要性质和在各行各业中的主要用途。 一．磺酸盐类活性剂的合成及其主要用途 1 石油磺酸盐和烷基苯基磺酸盐 这两种传统的磺酸盐表面活性剂的合成及性质有大量的文献进行了报道。石油磺酸盐是由富芳烃原油或馏分磺化得到的产物, 烷基苯基磺酸盐包括烷基磺酸盐、烷基苯基磺酸盐、重烷基苯基磺酸盐等。在磺酸盐型阴离子表面活性剂中, 以石油磺酸盐型最为普遍。石油磺酸盐作为化学采油用剂具有表面活性高、原料易得、生产工艺简单、成本较低、配伍性好等特点, 受到普遍关注, 进入了先导性实验。烷基碳数为C14 ~ C16的重烷基苯磺酸盐可与我国大多数油田的原油形成超低界面张力体系, 因而成为重要的驱油用表面活性剂。 2 链烃磺酸盐 2. 1 A-烯烃磺酸盐(AOS) 它的主要成分是: 烯烃磺酸盐和羟基磺酸盐。早在20世纪60年代末, A-烯烃磺酸盐就已经通过烯烃的SO3 磺化反应而工业化了, 产物组成为: RCH CH CH 2 SO3Na , 约60%; RCHOHCH 2CH2 SO3N a, 约30%; 二磺酸盐, 约10%。AOS与钙镁离子生成的盐仍然是一种较好的表面活性剂, AOS具有抗盐性好、油/水界面张力低、良好的起泡力和泡沫稳定性等特点, 其生物降解性比烷基苯磺酸盐好, 与烷基硫酸盐( AS)接近, 因而对人体和环境温和, 尤其适用于配制重垢低磷或无磷洗衣粉。此外, 又由于AOS 热稳定性好、乳化能力强, 在工业清洗、石油开采及输送等领域具有相当可观的应用前景。 2. 2 链烃磺酸盐 以石蜡为原料磺化得到的磺酸盐通常是单磺酸、二磺酸或多磺酸的混合物。Buschmann 等用1, 2-二醇或烷基内酯，实验室合成了十二烷双磺酸盐。且实验表明，以石蜡烃为原料磺化产物中单磺酸盐的活性最高。 3 脂肪酸( 酯)磺酸盐 3. 1 磺基琥珀酸酯 磺基琥珀酸酯盐按酯基个数可分为两大类: 单酯盐和双酯盐。磺基琥珀酸酯表面活性剂的合成所用原料主要为顺丁烯二酸酐、脂肪酸及亚硫酸盐等。合成工艺比较成熟:( 1)顺酐与羟基(或胺基)化合物酯化( 缩合); ( 2)酯(或胺) 与亚硫酸盐或亚硫酸氢盐加成( 磺化) 。单酯类表面活性剂对皮肤比较温和, 因而其衍生类的磺基琥珀酸( 酰胺)活性剂在日用化学品中的应用非常广泛。双酯盐产品因具有较低的表面张力( 其水溶液表面张力可达27~ 35 mN /m ), 并以其优良的渗透和润湿分散性作为渗透剂、分散剂、抗静电剂而广泛应用于农业、皮革、纺织、化妆品、金属去垢、合成树脂、洗涤等方面。 3. 2 脂肪酸羟基乙烷磺酸盐 近年来研究的椰油基羟基乙烷磺酸盐是一种温和的阴离子表面活性剂, 结构像两性表面活性剂,Frosch等研究表明, 该表面活性剂具有优良的起泡、乳化、洗涤和分散性能, 不伤皮肤、眼睛。由于其pH 稍显酸性, 它比肥
新型双子表面活性剂的制备及性能研究_顾义师
新型双子表面活性剂的制备及性能研究 顾义师黄丹 * （江南大学生态纺织科学与技术教育部重点实验室 无锡 214122） 南通苏州大学纺织研究院开放课题（NS1211）资助2013-01-15收稿，2013-03-11接受 摘要制备了一系列羧基支化改性双子表面活性剂，其利用马来酸酐将2个疏水性基团和2个亲水性 基团通过弱酯键连接基团连接在一起，以反丁烯二酸为羧化试剂在过氧化自由基的引发下进行羧化接枝反应接入了阴离子亲水基团。用红外光谱和核磁共振表征了合成物的分子结构。测定了合成产物的表面张力、胶团形貌、疏水性能、泡沫性能、润湿性能、乳化性能和分散性能。结果显示所合成的双子表面活性具有优异的表面性能。 关键词 双子表面活性剂 表面性能 表面张力 分散性能 Preparation and Properties of Novel Gemini Surfactant Gu Yishi ，Huang Dan * （Education Ministry Key Laboratory of Science ＆Technology for Eco-textiles ，Jiangnan University ，Wuxi 214122） Abstract A series of carboxyl branch modified Gemini surfactants were prepared．These cleavable surfactants possess two identical hydrophobic alkyl group moieties ，two hydrophilic polyethylene glycol group moieties and a succinic acid spacer as weak ester linkage．Nonionic hydrophilic moieties had been added by reacting fumaric acid in the presence of a peroxy-type free radical initiator to form a carboxylic acid groups．The structures of these compounds were confirmed through IR and NMR．The physical and chemical properties of synthetic products ，including surface tension ，micelles morphology ，hydrophilicity ，foam property ，wetting property ，emulsifying property and dispersion property were determined．The results showed that the as-prepared Gemini surfactants have excellent surface properties． Keywords Gemini surfactant ，Surface properties ，Surface tension ，Dispersion properties 双子表面活性剂（Gemini surfactant ）在结构上是由2个亲水基团和2个疏水基团在连接基团的作用下形成的。其有着比传统表面活性剂不止2倍的性能提升且表面张力更低、临界胶束浓度（CMC ）更低的特点。由于其结构的“非常规”性，使得其在生物医学、纺织染整、三次采油上有着独特的应用 ［1 5］ 。 聚醚马来酸双酯是一种双子表面活性剂［6，7］ ，其利用顺丁烯二酸为连接基团将2个聚醚单体在其 亲水基部位或靠近其亲水基部位通过化学键连在一起，形成1个具有2个亲水基团和2个亲油基团的结构， 由于桥基的作用，使得聚醚单体连接得相当紧密，从而使其碳链之间的作用力增强，而且亲水基（—CH 2CH 2O —）部分的斥力由于桥基的存在而大大减弱，这就使得其活性远大于一般的表面活性剂。在过氧化自由基的作用下，以反丁烯二酸为羧化试剂在聚氧乙烯链上进行羧化接枝，使分子链上带有大量的水溶性羧酸基团。这样的亲水基团和疏水基团的交错排列使得其性能相比传统表面活性剂更为优异。之前有研究者以月桂醇聚醚来合成这类表面活性剂，包括对称［8］ 和不对称 ［9］ 双酯，但由于结构中 含有芳香基团，生物降解性能不好。本研究以硬脂醇聚醚为原料合成羧化硬脂醇聚醚马来酸双酯 Gemini 表面活性剂，性能更优异，更易生物降解。 · 735·http ：//www．hxtb．org 化学通报2013年第76卷第6期DOI:10.14159/https://www.360docs.net/doc/791375879.html,ki.0441-3776.2013.06.016
表面活性剂分类
A、非离子表面活性剂 一、醚类非离子助剂 1、烷基酚聚氧乙烯醚类 1)壬基酚聚氧乙烯醚 2)辛基酚聚氧乙烯醚 乳化剂OP系列、磷辛10号（仲辛基酚聚氧乙烯醚） 3)双、三丁基酚聚氧乙烯醚(C4H9)-O-(EO)nH 4)烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚乳化剂11号（旅顺化工厂） 5)苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚乳化剂12号（旅顺化工厂） 2、苄基酚聚氧乙烯醚 1)二、三苄基酚聚氧乙烯醚乳化剂BP、梧乳BP, 浊点65-70℃ 2)二苄基联苯酚聚氧乙烯醚农乳300号 3)苄基二甲基酚聚氧乙烯醚农乳400号 4)二苄基异丙苯基酚（又称二苄基复酚）聚氧乙烯醚乳化剂BC 浊点69-71℃ 5)二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚宁乳31号浊点76-84℃ 3、苯乙基酚聚氧乙烯醚 1)苯乙基酚聚氧乙烯醚 农乳600号与500号复配环氧乙烷数20-27 浊点83-92 对有机磷乳化性最好，有两种类型： a、三苯乙基酚聚氧乙烯醚，常用有三种规格 、双苯乙基酚聚氧乙烯醚 2)苯乙基异丙苯基酚聚氧乙烯醚农乳600-2号
二苯乙基复酚聚氧乙烯醚 乳化剂BS，与500号复配对有机磷农药乳化性很好 4)二苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚 5)苯乙基萘酚聚氧乙烯醚 4、脂肪醇聚氧乙烯醚及其类似产品 1)月桂醇聚氧乙烯醚，目前以椰子油醇（主要成分为C12醇）为主要原料生产，渗透剂JFC浊点40-50℃渗透剂EA 2)异辛基聚氧乙烯醚IgepalCA 3)十八烷醇基聚氧乙烯醚平平加系列农乳200号 4)异十三醇聚氧乙烯醚赫斯特GenapolX系列日本触媒化学Softanol系列 5)脂肪醇聚氧乙烯醚 5、苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚及其类似产品 1)苯乙基酚聚氧乙烯醚 EPE型农乳1601 宁乳33号用于复配1656L/1656H，PEP型农乳1602 宁乳34号用于复配宁乳0211/0212 2)苯乙基苯丙基酚聚氧乙烯醚农乳1601-Ⅱ浊点79-80℃、1602-Ⅱ浊点℃ 3)苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚6、脂肪胺聚氧乙烯醚 1)脂肪胺（又称烷基胺）聚氧乙烯醚
双子表面活性剂表面活性的研究
双子表面活性剂表面活性的研究 马素俊，孙玉海，冯茜，马天态，杨景辉 (中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院，东营257000) ［摘 要］利用胜利油田临盘采油厂的注入水配制了不同含量的双子表面活性剂，考察了双 子表面活性剂的表面活性，并将其与对应的传统表面活性剂进行了对比。结果表明，双子表面活性剂具有较强的耐温抗盐性能，且在较低含量下降低表面张力的能力明显优于对应的传统表面活性剂，可用于高矿化度和温度为70 90?的油藏。 ［关键词］阳离子双子表面活性剂 杂双子表面活性剂 表面活性 收稿日期:2011－08－01。 作者简介:马素俊，硕士，主要从事油层保护技术研究工作。 双子表面活性剂是近年来研究较多的新一代表面活性剂，因其特殊结构而使其具有一些特殊的性质，如低临界胶束浓度、高表/界面活性、良好的水溶性和润湿性等。20世纪90年代初，双子表面活性剂在世界范围内引起极大关注，成为胶体与界面化学领域的研究热点。目前，国外一些研究学者 〔1－2〕 已合成出一系列阴离子、阳离子、 非离子及两性型双子表面活性剂。2001年我国开始进行双子表面活性剂的研究，唐善法等〔3－6〕 合成了不同类型的双子表面活性剂，并对其性能及应用做了大量研究。在石油开采应用中，双子表面活性剂在提高驱油效率方面已有报道〔4〕 ，在 油田开发方面具有广阔的应用前景 〔7〕 。 我们利用胜利油田临盘采油厂的注入水配制了不同含量的双子表面活性剂，考察双子表面活性剂联结基长度对表面张力的影响及阳离子、杂双子表面活性剂的耐温抗盐性能，为双子表面活性剂在实际油藏中应用提供了理论和实践指导。1实验部分 1．1 主要仪器与试剂 SVT 20型旋转滴张力仪，Data physics 公司;天平;恒温水浴TC －202D ，美国Brookfield 。 双子表面活性剂12－2－12、 14－3－14、14－4－14、14－6－14、8(－)－2－16(+)，纯度80%，自制;十二烷基三甲基溴化铵(DTAB )、十四烷基三甲基溴化铵(TTAB )，分析纯。 临盘采油厂1316站注入水为NaHCO 3水型，离子组成见表1。 表1 临盘采油厂1316站注入水离子组成 mg /L 1．2 实验方法 盐水配制:按照m (NaCl )?m (CaCl 2)?m (MgCl 2·6H 2O )=7?0．6?0．4质量比配制3种不同含量的盐水。 表面活性剂溶液的配制:用临盘采油厂1316站注入水及不同含量的盐水配制不同含量的表面活性剂溶液。 表面张力测定方法:采用SVT 20旋转滴张力仪测定表面活性剂溶液表面张力。 2结果与讨论 2．1 双子表面活性剂与对应的传统表面活性剂 的性能比较 用1316站注入水配制了不同含量的两种双子表面活性剂溶液及其对应的传统表面活性剂溶液，在70?下，采用旋转滴法测定其表面张力，结果见表2。当表面活性剂溶液含量(质量分数，下 同)＞100?10－6 时， 双子表面活性剂在降低表面张力的能力上没有明显优势;当12－2－12含量 为0．1?10－6 时，表面张力为25．54mN /m ;而DTAB 含量为10?10－6时，表面张力为26．36mN /m 。这表明双子表面活性剂在较低含量下可达传统表面活性剂DTAB 高含量下的表面效果， 5 2011年12月马素俊等．双子表面活性剂表面活性的研究
双子表面活性剂
双子表面活性剂的合成进展 摘要：双子表面活性剂是一类新型的双亲水基、双疏水基两亲表面活性剂，按照其结构特点，双子表面活性剂可分为阳离子、阴离子、非离子以及两性离子表面活性剂。本文介绍了双子表面活性剂的研究进展和合成现状。 关键词：双子表面活性剂，研究进展，合成现状 双子表面活性剂是一族性能优异的表面活性剂,其分子是由两个普通单链单头基表面活性剂分子在头基处通过联接基团以化学键连接而成。双子表面活性剂特殊的结构决定它比传统表面活性剂具有更优良的性能。它具有两个亲水基和疏水基，通过联接基团将两部分连接，联接基团有化学键作用，降低了两极性间的静电排斥力及其水化层间的作用力，使得双子表面活性剂具有低CMC特性。与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比，双子表面活性剂具有如下特征性质：(1)易吸附在气/液表面，有效地降低水的表面张力；(2)易聚集生成胶团，有更低的临界胶束浓度；(3)具有很低的Kraff点；(4)与普通表面活性剂间的复配能产生更大的协同效应；(5)具有良好的钙皂分散性能；(6)优良的润湿性能。目前，双子表面活性剂已经受到世界各国科学家的青睐，并掀起了一股新的研究热潮。本文综述了当前各类双子表面活性剂的研究进展和合成现状。 1阳离子型双子表面活性剂的合成 阳离子型双子表面活性剂由于其特殊结构而呈现出独特的性能, 如抗静电性、杀菌性、柔软性、防腐性等,是其它类型的表面活性剂所无法替代的。国内外对阳离子型双子表面活性剂的合成研究一直比较活跃。大部分阳离子型双子表面活性剂的结构中含有2个亲水基和2个疏水链,且极性基团和疏水链都是相同的,但也看到一些含有特殊官能团表面活性剂的文献 报道。 1.1多烷基多季铵盐表面活性剂的合成
脂肪酸甲酯磺酸盐MES
脂肪酸甲酯磺酸盐（MES）的性能及应用 1. 产品简介 α-磺基脂肪酸甲酯钠盐（Sodium Fatty Acid Methyl Ester sulfonate简称MES）是一种由天然油脂为原料，经酯交换、加氢、磺化、中和等工艺制成的性能优良的表面活性剂。MES具有良好的去污性、钙皂分散性，乳化性、增稠性、水稳定性、对硬水不敏感性、适中的起泡性、低刺激性、低毒性和生物降解性，可应用于许多工业领域如，个人护理品行业，纺织印染工业，皮革工业，矿石浮选业、塑料工业、农业化学品等。 MES除具有一般表面活性剂的优异表面性能，还具有其自身显着特点：刺激性极低对皮肤温和、抗硬水能力强、生物降解性优良、毒性低、与其他表面活性剂配伍性良好、泡沫中等易冲洗，洗后肤感清爽不滑腻等，是一种理想的个人洗涤用品原料。 2. 产品性能 从上表可以看到：本公司MES除色泽较国外产品稍深外，其重要特征指标二钠盐与国外同类产品相当，其余指标也基本相当。 性能比较 2.2.1 表面张力 按国标GB 11278-89方法，用圆环（拉起液膜法）来测定表面张力。因要求试验温度至少高于各物质的克拉夫特温度5℃，故确定试验温度为60℃，溶液浓度为%，在去离子水进行测定。结果见表1。 由表1看出， MES表面张力较AES的小，与LAS、AOS的接近，皂的表面张力为最小。 2.2.2 泡沫力及稳定性 MES在不同硬水中的起泡性和稳泡性按GB/T 方法测定，试样浓度为 %，温度40±1℃。
测定结果见下表2和图1。 由表2和图1可看出， MES的泡沫高度随水硬度的增高有一定程度的下降， MES与LAS、AOS、AES比较，在软水中各产品起泡性相当，而在硬水中起泡性较LAS好，比AOS和AES 差。MES的稳泡性均较好。总体而言，MES起泡性适中。 2.2.3 钙皂分散力 MES首先是作为一种钙皂分散剂而被认识的。研究表明：具有不对称结构、且亲水基位于分子末端或接近末端的酯具有较好的钙皂分散性，而MES正符合此推断。表3为各MES 按国标GB 7463-87方法测得的钙皂分散力。 钙皂分散力为1g分散剂（表面活性剂）可以完全分散的肥皂的量，以克表示。所以其数值越大，钙皂分散能力越大。表3可知，自制MES的钙皂分散力比国外样一MES好，MES 的钙皂分散能力为LAS的10倍。
论文双子表面活性剂
双子表面活性剂综述 张家婧 （山东大学化学与化工学院山东省济南市250100） 摘要双子表面活性剂使其在表面活性剂相关领域脱颖而出。双疏水基双亲水基表面活性剂独特的分子结构使其具有与传统的单疏水基单亲水基表面活性剂不同的特性，如CMC很低，降低水溶液表面张力的效率很高。无论是表面活性，还是溶液中的性质，如界面行为、粘度特性等都体现出独特之处。另外，双子表面活性剂的应用也日趋广泛。 关键字双子表面活性剂结构性质应用 Review of Gemini surfactant Jiajing Zhang (College of Chemistry and Chemical Engineering,Shandong University,Jinan,250100) Abstract The particularity of the Gemini surfactants’structure makes it stand out in the related fields of surfactants.Gemini surfactants have two hydrophobic groups and two hydrophilic groups per https://www.360docs.net/doc/791375879.html,paring to conventional surfactants which have single hydrophobic group and single hydrophilic group per molecule,the distinct molecular structure of Gemini surfactants make them possess some special properties,such as quite lower surface tension and higher efficiency for reducing surface tension.The surface activity,solubility and viscosity characteristics change a lot,which make Gemini surfactants increasingly wide application in practice.On the other hands,the application of surfactants in many fields is also becoming more widely. Keywords Gemini surfactants,Structure,Character,Application 1引言 表面活性剂按照分子结构的特征可分为三类：传统型、Bola型和Gemini型。 相对于传统的表面活性剂，双子表面活性剂可以说是一个全新的概念，这种有两个亲水端基和两个疏水端基的表面活性剂，相当于通过一个连接基将两个表面活性剂分子连接在一起的结构。越来越多的科研工作者们积极开展相关方面的研究，因为其有着独特的溶液和界面性质，使得效果往往优于传统表面活性剂。 1971年，Bunton[1]等首次合成了一类阳离子型Gemini表面活性剂并对它们的表面活性和临界胶束浓度进行了研究。1988年，日本Osaka大学的Okahara[2]等研究并合成了以柔性基团连接离子头基的若干双烷烃链表面活性剂，但真正系统性地开展这类新型表面活性剂研究工作则是从1991年Menger[3]合成了以刚性基团连接离子头基的双烷烃链表面活性剂开始。他将这类型顺序排列的两亲分子命名为：Gemini表面活性剂，并对Gemini表面活性剂的吸附形式和胶束形式作了探讨。从1991年开始，美国纽约州立大学Brookly学院的Rosen小组采纳了其命名，系统合成和研究了刚性基团连接的双子表面活性剂，撰写了一篇综述文章[4]。同时，
阳离子型双子表面活性剂的合成及表面活性
2006年第64卷化学学报V ol. 64, 2006第18期, 1925～1928 ACTA CHIMICA SINICA No. 18, 1925～1928 * E-mail: yjfeng@https://www.360docs.net/doc/791375879.html,; Tel. & Fax: ＋86 (0)28 85236874. Received March 10, 2006; revised May 19, 2006; accepted June 30, 2006. 中国科学院“百人计划”及中石油风险创新基金(No. 050511-2-3)资助项目.
1926化学学报V ol. 64, 2006 表面活性剂的研究却少有报道. Oda等[7]于1997年率先合成了m-s-m'(m－m'＝4)型不对称型双子表面活性剂, 考察了疏水基长度和不对称性对相行为[8]及胶束聚集体[9]的影响, 利用1H和19F NMR谱研究了其胶束化行为[10,11], 并以其合成了有序的介孔材料[11]. Sikiri?等先后研究了不对称型双子表面活性剂12-2-14在水溶液中的吸附和缔合行为[12]、连接基的长度(s＝2, 6, 10)对不对称型双子表面活性剂12-s-14固体相转变[13]和在水溶液中的吸附和缔合行为[14]的影响. Wang小组研究了不对称型双子表面活性剂m-6-m'(m＋m'＝24)的热力学性质和胶束化行为[15,16], 并利用微量热计[17]研究了其与DNA的复合物的性质. 但固定一端疏水碳链及连接基的长度、考察另一端疏水碳链长度对溶液性质的影响尚未见报道. 本文通过固定连接基的长度(s＝2)和一端的疏水碳链长度(m＝12), 变化另一端的碳链长度, 合成了一系列阳离子双子表面活性剂二溴化-N,N'-二(二甲基烷基)乙二铵(12-2-m', m'＝4, 8, 12, 16), 并考察了它们在水溶液中的表面张力和电导行为. 1 实验部分 1.1 试剂 主要化学试剂: 1-溴代丁烷、1-溴代辛烷、1-溴代十二烷、1-溴代十六烷和四甲基乙二胺均为化学纯, 购自中国医药集团化学试剂公司; 实验用水为二次蒸馏水. 1.2 对称双子表面活性剂的制备和纯化 参考文献[3]的方法合成对称型双子表面活性剂12-2-12, 但在本工作中对反应条件作了一定的改进. 利用溴代十二烷对四甲基乙二胺在异丙醇中进行季铵化, 反应48 h后蒸发除去溶剂, 在丙酮和乙醇的混合溶剂中三次重结晶, 结晶物经真空干燥24 h后得白色固体粉末状产物, 产率为80%. 1.3 不对称双子表面活性剂的制备和纯化 根据文献[7]的思路合成不对称双子表面活性剂, 但对反应条件做了改进. 先通过四甲基乙二胺与溴代烷在丙酮中进行季铵化反应合成中间体m'-2 (m'＝4, 8, 12), 蒸发除去溶剂, 在乙醚中多次重结晶, 结晶产物经真空干燥24 h, 产率为60%～70%. 然后, 中间体4-2和8-2与1-溴代十二烷、12-2与1-溴代十六烷在乙腈中反应2～3 d, 蒸发除去溶剂得到粗产物. 粗产品在丙酮中重结晶数次, 真空干燥24 h后得白色固体产物. 1.4 中间体及双子表面活性剂的结构表征 中间体m'-2 (m'＝4, 8, 12)和双子表面活性剂12- 2-m'(m'＝4, 8, 12, 16)分别以D2O和CDCl3为溶剂, 在Bruker Avance 300核磁共振仪上进行1H NMR表征. 利用CARLO ERBAO1106型元素分析仪(意大利) 分别对中间体和表面活性剂进行元素分析. 1.5 水溶液表面张力和电导率的测定 表面活性剂试样溶解在二次蒸馏水中配制成一定 浓度的溶液, 通过连续稀释法分别利用全自动表面张力 仪BZY-1(上海衡平仪器厂)和DDS-11A电导率仪(成都 方舟科技开发公司)在(25.0±0.1) ℃测定不同浓度下水 溶液的表面张力和电导率. 2 结果与讨论 2.1 双子表面活性剂的合成和纯化 溴代烃与二胺之间发生的是季铵化反应, 属于SN2 取代反应, 因此反应溶剂的极性、沸点和对产物的溶解 性对反应速率影响很大. 在对称型双子表面活性剂 12-2-12的制备过程中, 采用高沸点的异丙醇作为反应 溶剂回流48 h. 在不对称双子表面活性剂中间体的制备 过程中采用丙酮作为反应溶剂以减少二胺的副反应, 从 而提高中间体的收率. 第二步反应采用乙腈作为反应溶 剂来加快反应的速率. 其中, 12-2-4与12-2-8的第二步 制备反应需要在40 ℃左右反应3 d, 而12-2-16需要在 回流温度下反应2 d. 根据产物的溶解性, 12-2-12采用丙酮与乙醇混合溶 剂进行重结晶, 12-2-4, 12-2-8及12-2-16在丙酮中重结晶. 但发现, 12-2-16在丙酮与乙醇的混合溶剂中重结晶 的效果更好. 产物12-2-4与12-2-8在室温下为蜡状固体, 12-2-12和12-2-16为白色固体粉末. 中间体及最终 产物的收率见表1. 表1 双子表面活性剂及中间体的收率 Table 1 The yield of intermediates and geminis Yield/% Sample This work Literature data 4-2 70 — 8-2 65 — Intermediate 12-2 67 78[12] 12-2-4 60 — 12-2-8 58 — 12-2-12 80 — Gemini surfactant 12-2-16 70 — 2.2 中间体及双子表面活性剂的结构表征 表2和3分别是中间体和双子表面活性剂的1H NMR数据. 从表中可以看出, 不同官能团中氢原子的 位移与理论值相吻合; 各种类型氢所占的比例与化合物
磺酸盐型阴离子表面活性剂
磺酸盐型阴离子表面活性剂 表面活性剂是一类具有两亲性结构的有机化合物，至少含有两种极性与亲液性迥然不同的基团部分，而阴离子表面活性剂是表面活性剂的一类。在水中解离后，生成憎水性阴离子。阴离子表面活性剂分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类，具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。 磺酸盐(R—SO-3M+) 把在水中电离后生成起表面活性作用阴离子为磺酸根(R--S03)者称为磺酸盐型阴离子表面活性剂，包括烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基磺酸盐、α-磺基单羧酸酯、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、石油磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基甘油醚磺酸盐等多种类型，其中比较重要和常用作洗涤剂的有下列几种。 （1）烷基苯磺酸钠(LAS或ABS) 烷基苯磺酸钠通常是一种黄色油状液体，其早期产品为四聚丙烯苯磺酸钠(ABS)，生物降解性差，60年代各国相继改为生产以正构烷烃为原料的直链烷基苯磺酸钠(LAS)。烷基苯磺酸钠去污力强、起泡力和泡沫稳定性以及化学稳定性好、而且原料来源充足、生产成本低，在民用和工业用清洗剂中有着广泛的用途。 （2）α-烯烃磺酸盐(AOS) 成分较复杂，随工艺条件和投料量不同成分有变化。α—烯烃磺酸盐是一种性能优良的洗涤剂，尤其是在硬水中和有肥皂存在时具有很好的起泡力和优良的去污力。由于它的毒性低对皮肤刺激性小以及性能温和的优点，在家庭和工业、清洗中均有广泛的用途。常用作个人保护、卫生用品、手洗餐具清洗剂、重垢衣物洗涤剂、毛羽，毛清洗剂、洗衣用合成皂、液体皂以及家庭用和工业用硬表面清洗剂的主要成分。 （3）烷基磺酸盐(AS和SAS) 仲烷基磺酸盐结构式为R--CH--R'，缩写名称为SAS，国内商品名为601洗涤剂，是一种具有很好水溶性、润湿力、除油力的洗涤剂。烷基碳原子一般为C14～C18，以C15～C16去污方最强。其去污能力与直链烷基苯磺酸(LAS)相似，发泡力稍低，是配制重垢液体洗涤剂的主要原料。 （4）α—磺基单羧酸及其衍生物(MES) α-磺基单羧酸本身不具有表面活性，但通过酯化或酰胺化生成的衍生物具有表面活性，如CH2—C--OC12H25等。其中以脂肪酸甲酯为原料经磺化中和后得到的商品称为α-磺基脂肪酸甲酯，简称MES，MES是近年来开发生产的一种由天然油脂为原料的阴离子表面活性剂。它有良好的生物降解性，有利于环境保护，使用安全而且去污力强。它还是优良的钙皂分散剂，它与肥皂配合使用可弥补肥皂不耐硬水会形成皂垢的缺点，因此它是液体皂的主要成分。它对油污有很强的加溶能力，而且毒性低安全性好，因此是一种应用前景良好的新品种。但应防止其在碱性介质中水解失效。 另外，磺酸盐型阴离子表面活性剂还有石油磺酸盐，是20世纪50年代开发出来的驱油用表面活性剂。这类表面活性剂价格低廉，界面活性高，是到目前为止矿场生产中应用最广、现场实验中采用最多的表面活性剂。石油磺酸盐性能的研究主要集中在界面活性、乳化性、抗盐性、复配性及产品稳定性等方面。石油磺酸盐用作驱油剂有如下优点：(1)界面活性强，能使油水界面张力降至10-3 m N/m以下；(2)原料来源广，产品与原油的配伍性好；(3)生产工艺简单，成本低，竞争力强。但石油磺酸盐产品在应用中也存在一些问题：(1)易与高价阳离子形成沉淀物；(2)易被粘土表面吸附，吸附损失量较大。
双子表面活性剂文献综述
文献综述 题目：阴离子型Gemini表面活性剂的应用性能及研究进展 学生姓名杨亮 学号0909422 专业班级09应用化学
阴离子型Gemini表面活性剂的应用性能及研究进展 摘要：综述了一系列阴离子型Gemini表面活性刺(包括磺酸盐型，硫酸酯盐型，羧酸盐型及磷酸酯盐型)的合成方法，并介绍了其表面活性、水溶性、协同效应、增溶作用、抗盐能力等理化性能，对今后阴离子型Gemini表面活性剂的研究提出了一些看法。 关键词：阴离子型；Gemini表面活性荆；合成；性能 传统表面活性剂分子中只有1个亲水基和1个亲油基,由于这种表面活性剂疏水链之间的缔合作用与离子头基间电荷斥力和水化作用引起的分离作用存在平衡,使得它们在界面或分子聚集体中不能更紧密排列,因而降低表面张力的能力有限[1]。 Gemini 表面活性剂由2 个传统的表面活性剂分子通过特殊的连接基团以化学键方式连接而成,分子中含有2 个亲水基团及2 个亲油链。与传统的表面活性剂相比,Gemini 型表面活性剂具有以下特点: ①成胶束能力强,临界胶低; ②吸附在界面的能力超过形成胶束的能力,降低表面张力的效率高; ③Krafft 点低,水溶性好,且有优异的水溶助长性和增溶性,有助于配方设计; ④与其他表面活性剂的配伍性好[2~7]。 笔者在此综述了阴离子型Gemini表面活性剂的合成方法及性能作用的研究进展。 1 阴离子型Gemini表面活性剂的合成方法
2.1磺酸盐和硫酸酯盐型 （1）从1988年起，日本Osaka大学的Okahara小组研制了几种连接基为亲水型的阴离子Gemini表面活性剂，合成方法是先用相转移催化法制备出二环氧化合物，再用长链的脂肪醇与二环氧化合物反应生成低聚二醇，然后在一定条件下，低聚二醇与氯磺酸或丙磺内酯反应生成硫酸酯盐或磺酸Gemini表面活性剂‘3～8。 也可利用低聚二醇与溴乙酸或磷酸经上述路线反应生成羧酸盐或磷酸酯盐型Gemini表面活性剂。用环氧化合物作反应物的合成路线其合成条件容易达到、产率较高，但产物提纯较难。 (2)1999年，Renouf等[1妇报道了一系列阴离子型Gemini表面活性剂的合成及性质研究。与Okahara研究小组的合成路线相似，也是先生成双烃链双羟基化合物，然后再引入两个亲水基。 （3）二烷基二苯醚双磺酸盐是已经实现工业化的产品，由DOW化学公司生产。该产品以二苯醚和烯烃或长链卤代烃为主要原料，先烷基化，再经磺化、中和得到[1引。在合成过程中，会产生多种烷基异构体的取代二苯醚，因此要控制反应条件，选用合适的催化剂以及反应设备，才能得到较纯的产品。 二烷基二苯醚双磺酸盐具有稳定性好、易溶解、抗氧化、抗热分解的特点，适合油田及特殊需求的行业使用。苏瑜等Ⅲ3以二苯醚、溴代十二烷为原料，利用发烟硫酸和氯磺酸为磺化剂合成了类似产物十二烷基二苯醚二磺酸钠。 (3)磺基琥珀酸型Gemini表面活性剂具有合成工艺简单、无三废、价格低、基建投资少、生物降解性好、抗硬水能力强等优点，是最近几年的研究热点。其合成经单酯化、双酯化、磺化三步完成。
双子表面活性剂合成与应用
双子表面活性剂的合成与应用 化学化工学院 应用化学 赵佳20091129010020 b5E2RGbCAP
双子表面活性剂的合成应用 摘要：本文主要介绍了双子表面活性剂 5PC zVD7HxA 该类表面活性剂有阴离子型、非离子型、阳离子型、两性离子型及阴 - 非离子型、阳- 非离子型等。 二、发展历程 双子表面活性剂的研究最早始于20世纪70年代。1971年Bunton 等人合成了一族新型两亲分子，其分子结构顺序为:长的碳氢链、离子头基、联结基团、第二个离子头基、第二个碳氢链，并且把它作为相转移催化剂使用，结果发现它比普通的阳离子表面活性剂具有更高的催化效率。 jLBHrnAILg 1988年后，日本Oskaa大学的专家们合成并研究了柔性联结基的若干双烷烃链表面活性剂。然而真正系统开展这类新型表面活性剂研究工作则是从1991年开始。该年Emery大学的Menger教授和Lihua等人合成并研究了刚性联结基团的双烷烃链表面活性剂，并给这种类型表面活性剂起名为Gemini surfactants Gemini 在天文学上的意思为双子星座，以此形象地表达这类表面活性剂的分子结构特点。我国学者赵国玺也因此将其译为“双子表面活性剂”。xHAQX74J0X 三、双子表面活性剂的合成及在制革业中的应用