季铵盐阳离子型双子表面活性剂的合成及其表面活性
一种不对称双季铵盐表面活性剂的合成及其杀菌性能评价
一种不对称双季铵盐表面活性剂的合成及其杀菌性能评价夏旖旎;方申文;谭秋媛;许桂莉;王君【摘要】利用三甲胺盐酸盐、环氧氯丙烷和十二烷基二甲基叔胺(DMA12)等原料合成了2-羟基-N1,N1,N3,N3-五甲基N3-十一烷基丙烷-1,3-双氯化铵(HPUDC).实验发现:80℃,中间产物3-氯-2-羟丙基三甲铵和DMA12的摩尔比为1∶1.5,反应7h时,HPUDC的产率可达62.8％,并以1H NMR和IR验证了结构.以海上某油田水样为处理对象,评价了HPUDC针对硫酸盐还原菌的杀菌性能,结果显示:25 mg/L 时,其杀菌率为99％,明显好于1227和戊二醛；浓度小于25 mg/L时,其杀菌率也优于相应的对称型双季铵盐乙撑基双(十二烷基二甲基)氯化铵.【期刊名称】《精细石油化工》【年(卷),期】2013(030)003【总页数】4页(P5-8)【关键词】不对称双季铵盐;杀菌性能;硫酸盐还原菌【作者】夏旖旎;方申文;谭秋媛;许桂莉;王君【作者单位】西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;中国石油川庆钻探井下作业公司,四川成都610051;中国石油川庆钻探钻井液技术服务公司,四川成都610051【正文语种】中文【中图分类】TQ316.3硫酸盐还原菌（SRB）引起的微生物腐蚀普遍存在于油田生产系统中，油田通常采用化学药剂法来抑制水中细菌，其中最常用的是以十二烷基二甲基苄基氯化铵（俗称“1227”）为代表的季铵盐类化合物［1-6］。
这类化合物虽然杀菌效果不错，但长期使用会使SRB 产生抗药性［7-8］，因此开发新型、强效的杀菌剂是当下的研究热点。
双子型季铵盐是近年来研究比较多的新型杀菌剂的典型代表，与1227等相比具有更高的杀菌效果［9-10］，目前多为以对称型双季铵盐的研究［11-13］，而对于两端连有不同疏水基团的双季铵盐杀菌性能的研究较少［14，15］，王锦堂［14］认为分子结构的不对称性更有利于双季铵盐的杀菌性能。
醚-酯型季铵盐阳离子表面活性剂的合成及性能
值及 借 助添加 剂来 增加 其使 用寿命 ］ 。为提 高稳
定性 ， 笔 者在研 究 了双 长链 酯 基季 铵 盐 （ Ｃ ＤＥ Ｓ Ａ）
的基 础 上 ， 以 自制 的 ３ 一 烷 氧基一 ２ 一 羟 基 丙 基 三 甲基
氯化 铵 （ ＯＰ ＡＣ） 和 硬 酯 酰 氯 为 原 料 合 成 了 的 醚一 酯 型季铵 盐 阳离子 表 面活性 剂 Ｃ Ｅ Ｅ Ｓ Ａ， 此 结构不 但 能保 持双长 链 脂 肪 烃基 的柔 软 性 能 ， 而 且 酸碱 稳 定性 有所改 善 。
摘 要： 以硬脂醇 、 金属钠及 ３ 一 氯一 ２ 一 羟 基 丙 基 三 甲基 氯 化 铵 为 原 料 合 成 了 ３ 一 烷 氧基一 ２ 一 羟 基 丙 基 三 甲 基 氯 化 铵
（ ０ Ｐ Ａ ｃ） ， 进 一 步 与 硬 脂 酰 氯 反 应 后 得 到 醚一 酯型双长链 季铵盐 阳离子 表面活性 剂 ３ 一 烷氧基一 ２ 一 酰 氧 基 丙 基 三 甲基 氯化 铵 。正 交 实 验 确 定 的最 佳 合 成 条 件 为 ： １ ， ４ － 二 氧六环为溶剂 ， 用量 ４ Ｏ ｍＬ ， （ ＯＰ ＡＣ ）： ｎ （ 硬脂 酰 氯 ） ： ｎ（ 吡啶） 一 １：１： １ ， 回流 加 热 反应 ５ ｈ ， 收率 为 ９ ３ ． ０ 。产 物 结 构 通 过 红 外 及 核 磁 共 振 氢 谱 表 征 。 产 物 表 面 活性 较 高 ， 具 备 良好 的 织 物 柔 软 性 及 酸 碱 稳 定 性 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ２—１ ８ ； 修 改 稿 收 到 日期 ： ２ ０ １ ３一Ｏ ６ —１ ２ 。
ＶＥ Ｃ ＴＯＲ 一 ２ ２傅 里 叶变 换 红 外 光 谱 仪 ， 德 国 布鲁 克公 司 ； ＡＶＡＮＣ Ｆ ３ Ｏ Ｏ ＭＨｚ超导傅 里 叶数 字
吉米奇季铵盐
吉米奇表面活性剂（Gemini Surfactant）是指一个分子内含有两个（或多个）亲水基、两个（或多个）亲油基，以及一个（或多个）连接基的一类低聚表面活性剂，该类表面活性剂又被人们称之为双星座、双生、孪生、双子类表面活性剂。
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。
以阳离子型制备较为简单，其制备和研究也就最多。
随着研究的深入人们除了制备出双亲水双亲油表面活性剂外还制备了三亲水三亲油、四亲水四亲油类等多亲水多亲油类低聚表面活性剂，广义上一并将其称之为吉米奇（Gemini）类表面活性剂。
超支化吉米奇（Gemini）阳离子表面活性剂系列--------------------------------------------------------------------------------一、概述超支化季铵盐由于含有多个长链烷基和多个季铵盐，因此可以看作是一种广义的吉米奇（Gemini）季铵盐，其除具有经典吉米奇季铵盐优异的性能外，还具有许多更为独特的性能，可利用这些特性开发更多神奇的新产品。
该类季铵盐由于具有多重吉米奇（Gemini）结构，所以其临界胶束浓度较低，活性更高，并具有良好杀菌性、乳化性和良好的配伍性。
该类季铵盐能和几乎所有的阴离子表面活性剂混配而不沉淀，并具有协同增效作用，可用于配制优良的洗衣剂、净洗剂、餐洗剂。
该类季铵盐分子量较大并具有多个活性基团，对大分子及芳环化合物具有极佳的乳化作用，并可用作阳离子高分子乳液聚合的乳化剂。
二、特点1.能和所有阴离子表面活性剂复配而不淀淀，不混浊，并具有协同增效、增稠、增溶作用。
2.具有极佳的乳化能力，尤其是对大分子和芳环类化合物。
3.具有极佳的杀菌能力，使用浓度较低，可减少刺激性。
4.耐强酸、强碱，性能稳定。
三、用途1.可用于各类工业、民用洗涤剂的配制，对阴离子体系进行协同增效，并可实现一剂多用。
质谱法分析季铵盐型阳离子表面活性剂[1]
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收稿日期:2004211202 修回日期:2005202217通讯联系人:王 复,男,高级工程师,主要研究方向:有机结构及成分分析.第22卷第3期Vol.22 No.3分析科学学报J OU RNAL OF ANAL YTICAL SCIENCE 2006年6月J une 2006文章编号:100626144(2006)0320312203质谱法分析季铵盐型阳离子表面活性剂刘壮峻,陈卫东,朱凤英,王 复3(华东理工大学分析测试中心,上海200237)摘 要:以电子轰击质谱法(EI/MS )与电喷雾质谱法(ESI/MS )相结合,分析季铵盐型表面活性剂。
由于阳离子表面活性剂在水溶液中离解成正离子,可用电喷雾质谱的正离子模式(ESI +/MS )对其结构及组成进行鉴定,同时可判别季铵盐所含的Cl -、Br -、NO -3等阴离子。
关键词:电子轰击质谱;电喷雾质谱;季铵盐;阳离子表面活性剂中图分类号:O657.63;TQ423.12 文献标识码:A1 前言阳离子表面活性剂在抗静电、杀菌、柔软和印染等方面有着广泛的应用[1]。
常见的阳离子表面活性剂为含氮化合物,分为胺盐型和季铵盐型两大类。
但季铵盐型表面活性剂在阳离子表面活性剂中最为重要,产量也最大[2]。
因季铵盐型表面活性剂具有不易挥发、极性强等特点,通常采用液相色谱[3]或离子色谱[4]进行分离分析,而其结构定性仍需采用红外光谱标样对照[5]。
基于季铵盐型表面活性剂在水溶液中可离解成离子,(ESI/MS )进行分析,而根据电喷雾质谱提供的分子量信息以及电子轰击质谱提供的碎片离子信息可对其结构进行鉴定[6,7]。
2 实验部分2.1 实验仪器与条件Micromass 公司GC T 飞行时间质谱仪(EI ),电子轰击电压70eV ;Micromass 公司L C T 飞行时间质谱仪(ESI );Harvard 蠕动泵。
质谱条件:电喷雾正离子模式ESI +,离子源温度80℃,脱溶剂温度120℃,锥孔电压60V ,毛细管电压3.3kV ,扫描范围100～1500m/z ;进样量:3μL/min 。
3 阳离子表面活性剂-4 (1)
2 + 2 H2
Ni Ni Ni
RCH2NH2 (RCH2)2NH
+
RCN + 4 H2
NH3
3 RCN + 6 H2
(RCH2)3N + 2 NH3
加氢还原的工业上的工艺条件：压力2.94-6.87 MPa，温度120-150℃。如果碱用量达0.5%， 反应压力可在1.22-1.42 MPa下进行。
2、防腐杀菌剂
如洁尔灭，十二烷基二甲基苄基氯化苄。用于医药等行业的消 毒杀菌。原理；强力吸附
3、匀染剂 季铵盐型阳离子表面活性剂匀染作用的大小随烷基链长度 的增加而上升。
4、抗静电剂：(电性的中和作用) 还可用作防水剂、固色剂等。
5、矿物浮选剂 阳离子表面活性剂常用作矿物捕集剂。 作捕集剂的有：脂肪胺及其盐、松香胺、季铵盐、二元胺 及多元胺等。 如正十四胺、十六胺等；十六烷基三甲基溴化铵、十八 烷基三甲基溴化铵。 6、织物柔软剂 由于阳离子吸附在基质的表面，其憎水基伸向外部，使织物 产生一定的柔软性。 7、相转移催化剂（PTC）-实验
CH2CH2NHCOR 长碳链季铵盐 R= C8~C26 咪唑啉季铵盐 吡啶季铵盐
X=Cl 或 CH3OSO3
长链季铵盐
含有一个以上长链烷基，在阳离子表面活性剂中产量最大。
不受pH影响，在酸、碱及中性介质中均稳定。 （双十八烷基双甲基氯化铵）
C18H37 [ C18H37 N
CH3 CH3
]
+
Cl
HCOOH
C17H35COOCH2CH2N(CH2CH2OH)2.HCOOH
用硬脂酸和氨基乙醇胺或二亚乙基三胺加热 缩合后再与尿素作用，经醋酸中和后，可制 得优良的纤维柔软剂阿科维尔（Ancovel）。
联接基对双子表面活性剂12_s_12表面活性的影响_陈志
第21卷第5期2009年5月化学研究与应用Che m ica l R esearch and Appli ca tion V o.l 21,N o .5M ay ,2009收稿日期:2008-10-23;修回日期:2009-02-26基金项目:重庆工学院科研启动基金(2008ZD12);四川省青年科技基金(07ZQ026-122)。
联系人简介:陈志(1979-),男,博士,讲师,主要从事新型表面活性剂等精细石油化工新产品和功能新材料的开发研究。
Em ai:l z .c h en@cq it 文章编号:1004-1656(2009)05-0721-05联接基对双子表面活性剂12-s -12表面活性的影响陈 志1,2*,冯玉军1,周丽梅3(1.中国科学院成都有机化学研究所,四川 成都 610041;2.重庆工学院 化学与生物工程学院,重庆400050;3.四川大学 化学学院,四川 成都 610064)关键词:联接基;双子表面活性剂;表面活性;临界胶束浓度中图分类号:O647.2 文献标识码:A双子表面活性剂是通过一个联接基将两个传统表面活性剂分子在其亲水头基或接近亲水头基处联接在一起而形成的一类新型表面活性剂,属于低聚表面活性剂范畴[1-3],通常表示为m-s -m #2X,其中m 表示两个疏水尾基的碳原子数,s 表示联接基中亚甲基,X 代表反离子。
由各种亲水基、疏水基和联接基的不同组合可以获得多种不同结构的双子表面活性剂。
众所周知,传统的表面活性剂由一个亲水基团和一个疏水基团组成,但其离子头基间的电荷斥力或水化引起的分离倾向使得它们在界面或分子聚集体中难以紧密排列而使其表面活性偏低。
双子表面活性剂分子是采用化学键而不是简单的物理方法将传统的表面活性剂分子联结起来,不仅保证了双子表面活性剂活性成份间的紧密接触,而且不破坏其头基的亲水特征,使得这类表面活性剂表现出许多较为优异的性能:(1)更易吸附在气/液表面,从而更有效地降低水的表面张力;(2)更易聚集生成胶束;(3)具有很低的K rafft 点;(4)在降低水溶液表面张力的能力和效率上,双子表面活性剂和普通表面活性剂(尤其是非离子表面活性剂)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)在很多场合是优良的润湿剂。
不同酯化度的酯基季铵盐阳离子表面活性剂的制备及性能
摘要 ： 实验 以 十二 烷 基 二 甲基 叔胺 （ Ｔ） 环 氧 氯 丙 烷 （ Ｃ 为 原 料 ， 成 中 间 体 （ ，一 氧 丙 基 ） 二 烷 基 ＮＤ 与 Ｅ Ｈ） 合 ２ ３环 十
二 甲基 氯化 铵 。经 正交 实验 确 定 的 最 佳 合成 条 件 为 ： 丙 酮 为溶 剂 ， 应 时 间 ４ｈ 反 应 温度 ３ ℃ ， 以 反 ， ｏ
性， 而且具 有生 物 降解 性 ］ 在 废水 处 理 中极 易 ， 被微 生物 分解 而迅 速降解 为脂 肪 酸和较 小 的 阳离 子代 谢 物 ， 环 境 友 好 的 表 面 活 性 剂ｎ ’］ 因 是 。 。 “ 此， 笔者 以十二 烷 基 二 甲 基叔 胺 与 环 氧 氯丙 烷 为
（Ｄ Ｎ Ｔ）： （ Ｃ 一 １： ； 与 长 链 饱 和 烷 基 脂 肪 酸反 应 ， 成 不 同 酯 化 度 的 酯 基 季 铵 盐 阳 离 子 表 面 活 性 剂 Ｅ Ｈ） Ｉ再 合
（ ｌ） 降解 实 验 结 果 表 明 ， 基 季 铵 盐 阳离 子 表 面 活 性 剂 （Ｉ、Ｉ 降 解 性 能 优 异 ， 解 性 随 着 疏 水 链 的 增 Ｉ、Ｉ 。 酯 １） 降
叔 胺 、 ． ５ｔｏ 环 氧氯 丙烷 ， ０ ０ ｌ ｏ 以丙酮 做溶 剂 ， ３ 在 ０
℃ 搅 拌 回 流 ４ ｈ 反 应 结 束 后 ， 行 减 压 旋 转 蒸 ， 进
双子表面活性剂的研究现状和在洗消领域的发展前景
专题论述
双子表面活性￣ Ｄ 研 究坝状和在洗消 领域昀发展前景 ，Ｊ Ｕ３
中国人 民武装警察部队学院研究生二队 李冠男
［ 摘 要］ 双子表 面活性 剂不同于普 通表 面活性剂的分子 结构和性质赋予 了其独特 的用途 和优 良的性能 ， 本文介 绍了双子表 面活性
剂的国内外研 究现状 ， 系统分析 了其优 良的性 能特征 ， 并展 望 了其应 用于洗消领域 的发展前景 。
表面活性剂 已成为胶体和界面科学 的热 门研究领域 。 １双子表面活性剂的结构和分类 ．
上， 而在性 质（ 如双子表面活性剂 的微 观形 态 、 胶团化及其规 律性 、 双子 表面活性剂 的特殊 空间三维结构及其应用 等）和应用方 面的数据和成 果较少 ，这也是 由于双子表面活性剂 的结构特殊 性或制备方法 的特殊 性， 导致其 的大规模生产受到 目前技术或经济 的限制。 目前 ， 国内外 的 学者 已经意识到这些问题 ，正在加大关 于双子表 面活性剂的性质和应
［ 关键词 ］ 双子表 面活性剂 性 能 洗消 双 子表 面活性 剂 （ｅ ｉ ｒ ｃ ｎ 或 ｄ ｅ ｃ ｕ ａ ａｔ 又弥 孪连 Ｇｍｎ ｓ ｆ ｔ ｔ ｉ ｒ ｒｃ ｎ ， ｉｕａ ａ ｍ ｉｓ ｆ ｔ ） 表 面活性剂 、 双生表 面活性剂或偶 联表面活性剂 ， 通过一个联接基将 是 两个传统表面活性剂分子在其 亲水 头基或接近亲水 头基处连接在一起 而形成 的一类新 型表 面活性剂 ｌ作为一种新型 的双亲分子 ， Ｚ 。 其首次 出 现在文献 中是在 １７ 年日 ９ ４ 并立刻引起 了科学界 的广泛关注和研究兴趣 。 之所 以如此 ， 一方面是 由于其不 同于常规表面活性剂 的独特性能 ， 另一 方面也是 因为其特殊 的分子构型使其具有很强 的应用潜力 。目 ， 前 双子
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2009年第17卷合成化学Vo.l17,2009 第1期,74~76ChineseJournalofSyntheticChemistryNo.1,74~76
#快递论文#季铵盐阳离子型双子表面活性剂的合成及其表面活性*
陈 志1,2,冯玉军1,王碧清1(1.中国科学院成都有机化学研究所,四川成都 610041;2.重庆工业学院化学与生物工程学院,重庆 400050)
摘要:以二甲基长链烷基叔胺和1,52二溴戊烷为起始原料合成了系列不同疏水烷基长度的阳离子型双子表面活性剂m252m(m=8,12,16)。对其表面活性进行了初步研究,结果表明:所合成的系列产物都具有较好的表面活性,其中1625216具有最低的临界胶束浓度(CMC0.289mmol#L-1);随着疏水烷基链的增长,表面活性剂
的CMC显著降低。对应的表面张力(CCMC)则随m的增加先降低,后增高,当疏水链为12个碳时为最低值;82
528的表面活性最差。关 键 词:季铵盐;双子表面活性剂;表面活性;临界胶束浓度;合成中图分类号:O647.2文献标识码:A文章编号:100521511(2009)0120074203
SynthesisandSurfaceActivityofQuaternaryAmmoniumCationicGeminiSurfactants
CHENZhi1,2, FENGYu2jun1, WANGBi2qing1(1.ChengduInstituteofOrganicChemistry,ChineseAcademyofSciences,Chengdu610041,China;2.DepartmentofChemicalandBiologicalEngineering,ChongqingInstituteofTechnology,Chongqing400050,China)
Abstract:Aseriesofdimericquaternaryammoniumsurfactants(m252m,m=8,12,16)werepre2paredfromlong2chainalkylamineand1,52dibromicpentane,andtheirsurfaceactivitieswereexam2inedusingsurfacetensionandconductometry.Theresultsshowthatallproductshavegoodsurfaceactivities,andwithincreasingchainlength,theirCMCdecreasesmonotonously,whileCCMCdecreasesfirstlyandincreasesagain.82528hasthepoorestsurfaceactivityamongthethreedimericsurfactants.Keywords:quaternaryammonium;Geminisurfactan;tsurfaceactivity;CMC;synthesis
低聚表面活性剂是由联接基通过化学键将两个或两个以上的双亲分子连接在一起构成的一类新型表面活性剂,其中含有两条疏水链、两个亲水基和一个联接基团的称为双子表面活性剂[1~4]。新型结构的双子表面活性剂不断被报道[5~10]。阳离子型双子表面活性剂作为双子表面活性剂的重要组成部分,具有高表面活性、卓越的吸附性能、奇特的聚集行为和特殊的聚集体结构,受到广泛关注。本文以烷基二甲基叔胺[CH3(CH2)m-1NMe2,
m=8,12,16]和二溴代戊烷[Br(CH2)5Br]为原料,合成了3个季铵盐阳离子型双子表面活性剂
*收稿日期:2008210205
基金项目:四川省青年科技基金资助项目(07ZQ0262122);山东大学/胶体与界面化学教育部重点实验室0开放基金资助项目(200601);重庆工学院科研启动基金资助项目(2008ZD12)作者简介:陈志(1979-),男,汉族,四川仁寿人,博士,讲师,主要从事新型表面活性剂等精细石油化工产品的开发研究。E2mai:lz.chen@cqit.edu.cn通讯联系人:冯玉军,研究员,博士生导师,Te.l028285236874,E2mai:lyjfeng@cioc.ac.cn(m252m,Scheme1),其结构经1HNMR表征。讨论了疏水尾基对表面活性的影响。1 实验部分1.1 仪器与试剂BZY21型全自动表面张力仪;DDS211A型电导率仪;Bruker300型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标)。烷基二甲基叔胺,分析纯,飞翔化工;1,52二溴代戊烷,分析纯,国药集团;其它所用试剂均为分析纯,使用前未经纯化处理。1.2 合成在三颈烧瓶中加入乙腈50mL,烷基二甲基叔胺210mmol和1,52二溴戊烷20mL(100mmol),通氮气10min~20min,搅拌下于78e~83e反应15h~18h。减压蒸除溶剂得微黄色胶状物质,加入丙酮,在低温下沉淀,过滤,滤饼用丙酮洗涤两次,真空干燥得白色粉末m252m。82528:1HNMRD:0.86(,t6H,CH3),1.21~1.30[m,20H,CH3(CH2)5],1.53~1.58(m,2H,NC2H4CH2C2H4N),1.68(s,4H,C6H13CH2),2.01(s,4H,NCH2CH2CH2CH2CH2N),3.32(s,12H,NCH3),3.44~3.49(m,4H,C7H15CH2),3.77~3.82(m,4H,NCH2C3H6CH2N)。1225212:1HNMRD:0.86(,t6H,CH3),1.24~1.35[m,36H,CH3(CH2)9],1.51~1.57(m,2H,NC2H4CH2C2H4N),1.68(s,4H,C10H21CH2),2.03(s,4H,NCH2CH2CH2CH2CH2N),3.34(s,12H,NCH3),3.45~3.49(m,4H,C11H23CH2),3.87~3.88(m,4H,NCH2C3H6CH2)。1625216:1HNMRD:0.83~0.85(,t6H,CH3),1.23~1.32[m,52H,CH3(CH2)13],1.57~1.61(m,2H,NC2H4CH2C2H4N),1.70(s,4H,C14H29CH2),2.05(s,4H,NCH2CH2CH2CH2CH2N),3.34(s,12H,NCH3),3.44~3.49(m,4H,C15H31CH2),3.81~3.87(m,4H,NCH2C3H6CH2N)。2 结果与讨论采用Wilhelmy挂片法,于25e测定不同浓度(c)m252m水溶液的张力(C/mN#m-1),作lnc
(m252m)-C曲线(图1)。从图1可以看出,m252m均表现出良好的表面活性和较低的临界胶束浓度(CMC/mmol#L-1),即26.364mmol#L-1
(m=8),1.293mmol#L-1(m=12)和0.289mmol#L-1(m=16)。临界张力(CCMC)分别为39.73mN#m-1(m=8),35.55mN#m-1(m=12)和36.24mN#m-1(m=16)。由于联接基团将两个双亲水分子紧密连接,烃链间的相互作用增强,从而增强了烃链的疏水作用。同时,联接基团很大程度上抵消了头基间的静电排斥作用,使m252m更容易聚集形成胶束。另外,在m252m水溶液中,两个疏水链同时从水相转移到胶束相,导致了较大的自由能变化,从而降低了溶液的CMC。但是CMC相差很大,CMC82528与CMC1225212,CMC1625216相比,分别大21倍和91倍。
lnc(m252m)图1 lnc(m252m)-C曲线Figure1 Thecurveoflnc(m252m)-C
于25e测定m252m水溶液的电导率(J/ms),作c(m252m)-J曲线(图2),由图2求得CMC。从图2也可以发现,疏水烷基长度不同,CMC相差也较大。主要原因在于m252m的疏水尾基不同,疏水烷基链长度对溶液的C和CMC有较大的影响。随着疏水烷基链的增长,m252m水溶液的CCMC逐渐降低,当m=12时达到最低值
(35.55mN#m-1)时,降低水表面张力的能力最强,这是因为疏水链的增长,VanderWalls力增大,分子间的相互作用加强,分子在气-液界面处
)75)第1期 陈志等:季铵盐阳离子型双子表面活性剂的合成及其表面活性 的排列更为紧密有序,使它能更有效的降低水表面张力;碳链进一步增长,分子体积变大,形成临界胶束时所需的表面活性剂浓度越小,从而CMC较低。 c(m252m)/mol#L-1图2 c(m252m)-J曲线Figure2 Thecurveofc(m252m)-J表1 m252m的表面活性Table1 Thesurfaceactivitypropertyofm252mm252mCMC/mmol#L-1CJCCMC/mN#m-1c20/mmol#L-18252826.36416.09939.734.99612252121.2931.65135.550.18116252160.2891.34836.240.059源于图1和图2的CMC值不尽相同(表1)。在研究范围内,使C降低20mN#m-1所需表面活性剂的最低浓度(c20,表1)随着疏水尾基的增长急剧下降,表明在形成胶束前,溶液浓度较小,疏水尾基间的相互作用比较微弱,所以此时疏水尾基越长,降低C的能力越强。 3 结论所合成的季铵盐阳离子型双子表面活性剂都具有良好的表面活性,并且疏水尾基对表面活性具有较大的影响:随着疏水烷基链的增长,表面活性越高,当疏水尾基为12碳时表面活性最高。
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