新型三嗪基Gemini表面活性剂的合成与表面活性研究

本文以三聚氯氰、十二胺、乙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、溴乙烷为原料,合成了3种不同连接基长度的三嗪基Gemini表面活性剂C_(12)-m-C_(12)(m=2,4,6)。通过FT-IR、1H NMR、ESI-MS对其结构进行了表征。利用表面张力法、稳态荧光法、动态光散射法测定了所合成的三嗪基Gemini表面活性剂的表面活性。表面张力测试结果表明,随着连接基亚甲基数从2增加到6,C_(12)-m-C_(12)的临界胶束浓度(CMC)从0.013 mmol/L增加到0.050 mmol/L;动态光散射法测试结果表明,C_(12)-m-C_(12)的粒径随着连接基长度的增加而增加;稳态荧光法研究结果表明,随着连接基长度的增加,表面活性剂越容易形成较大的胶束,C_(12)-2-C_(12),C_(12)-4-C_(12),C_(12)-6-C_(12)在水溶液中的临界胶束聚集数分别为105,76和68。

氨基甘油Gemini表面活性剂的合成与性质研究

以脂肪胺、缩水甘油及1,3-二氯-2-丙醇为原料,合成了一系列甘油胺为头基、羟基丙烷为连接基的非离子型Gemini表面活性剂。通过核磁共振(1HNMR、13CNMR)、高分辨质谱(HRMS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对产物的结构进行表征,并研究了它们的表面活性、润湿性、乳化性、起泡性和抑菌活性。结果表明,8-3(OH)-8在2.02 mmol/L时有较好的降低表面张力的效果,12-3(OH)-12具有最好的发泡性以及乳化性;8-3(OH)-8和12-3(OH)-12在水溶液中均呈稳定的纳米分散体系;8-3(OH)-8对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有最好的抑菌效果,在40μg/mL时抑菌率达90%以上。羟基丙烷为连接基的脂肪氨基甘油Gemini表面活性剂具有良好的应用前景。

含偶氮苯基团的季铵盐型Gemini表面活性剂的合成及性能

以对硝基苯酚、环氧氯丙烷、长链叔胺为主要原料,合成了一种含有偶氮苯基团的季铵盐型Gemini表面活性剂(2C_(12)QAzo)。采用FTIR、1H NMR和紫外光谱对2C_(12)QAzo进行了结构表征,结果表明目标产物的实际结构与理论结构相一致。通过Wilhelmy法和电导率法测定了紫外光照射前、后2C_(12)QAzo溶液的表面活性,并计算其热力学参数。结果表明,紫外光的照射可使目标产物表面活性发生改变,2C_(12)QAzo分子结构由线性的反式构型转变为弯曲的顺式构型;ΔG°mic<0,说明2C_(12)QAzo分子的胶束化过程可自发进行。动态光散射表明,反式2C_(12)QAzo分子在溶液中倾向于形成大的聚集体(囊泡),紫外光照射后,转变为顺式2C_(12)QAzo分子倾向于形成小的聚集体(胶束)。

十二碳炔基非离子Gemini表面活性剂的制备及性能

以2,5,8,11-四甲基-6-十二炔-5,8-二醇和环氧乙烷为原料,三乙胺为催化剂,合成了聚氧乙烯重复单元数分别为2,4,5和7的4种非离子Gemini表面活性剂(P1,P2,P3和P4).通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和1H核磁共振波谱(1H NMR)对P1~P4的结构进行了表征,利用表面张力仪和接触角测量仪等研究了不同聚氧乙烯链长度对表面张力、临界胶束浓度(cmc)、润湿性能、泡沫性能和乳化性能的影响.研究结果表明,随着聚氧乙烯链长度的增加,表面活性剂的cmc逐渐增加,cmc处的表面张力(γ_(cmc),mN/m)先减小后增大,P2的γ_(cmc)最小(27.19 mN/m).此类非离子Gemini表面活性剂均展现出优异的润湿性能,随着聚氧乙烯链长度增加,其发泡量和乳化能力逐渐增加.此类具有低表面张力和出色润湿性能的非离子Gemini表面活性剂在半导体显影和工业清洗等领域具有巨大的应用潜力.

三嗪基Gemini表面活性剂在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)中对45#碳钢的缓蚀性能研究

以三聚氯氰、正己胺/正辛胺/十二胺、乙二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、溴乙烷为原料,合成了3种不同疏水链长度的三嗪基Gemini表面活性剂C_(m)-2-C_(m)(m=6,8,12),并通过傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、高分辨质谱(ESI-MS)对其结构进行了表征。采用表面张力法研究合成的3种不同疏水链长的三嗪基Gemini表面活性剂(C_(6)-2-C_(6),C_(8)-2-C_(8)和C_(12)-2-C_(12))的表面活性;采用静态失重法、电化学阻抗、动电位极化和量子化学方法研究其在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对45^(#)碳钢的缓蚀性能。结果表明,随着疏水链碳数从6增加到12,3种三嗪基Gemini表面活性剂的临界胶束浓度(C_(m)c)从0.059 mmol/L降低到0.013 mmol/L,pc_(20)值从1.23增加到1.89;电化学阻抗结果表明,同一浓度下,缓蚀率随疏水链亚甲基数目的增加而增加,在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中,对碳钢均有较好的缓蚀性能,当C_(12)-2-C_(12)浓度为0.2 mmol/L时,其对45^(#)碳钢的缓蚀率可达95.03%;动电位极化结果表明,3种表面活性剂都是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。量子化学计算结果表明3种三嗪基Gemini表面活性剂可以有效地吸附在碳钢表面。

磺酸系Gemini表面活性剂的研究进展

文章介绍了近年来报道的磺酸系Gemini表面活性剂的种类、合成方法;并概括了这类表面活性剂的理化和应用性能,包括临界胶束浓度、表面张力、增溶能力、润湿性能、抗盐能力、泡沫性能及特殊的流变性能等。

含对苯氧基联接链的羧酸盐Gemini表面活性剂合成及胶团化特性

合成了含对苯氧基联接链的羧酸盐 Gemini表面活性剂 ,研究了其胶团化特性 .结果表明 ,该羧酸盐Gemini表面活性剂具有很低的 cmc值 ,给出了 cmc-T(温度 )以及 lncmc-( m+1 ) (烷烃链长 )的回归方程 .计算了胶团化的热力学函数变化 ,证实胶团化过程来自熵驱动 ,并表现出焓 /熵补偿现象 ,在所考察的系列中 ,以 ( m+1 ) =1 1的胶团最为稳定 .

Gemini表面活性剂合成进展

系统总结了近百种Gemini表面活性剂的合成路线和方法 ,并且按照其结构特点分门别类地进行比较和归纳 ,对今后Gemini表面活性剂的合成发展方向提出了一些看法 ,这对促进此类新颖表面活性剂的工业化进程将具有指导意义。

新型Gemini表面活性剂在三次采油中的应用前景

描述了新型Gemini表面活性剂的分子结构,并对临界胶束浓度、表面张力、溶解性、增溶性、固-液界面的吸附、与传统表面活性剂配伍性及其流变性等进行分析。在此基础上,阐述了该类表面活性剂在油田三次采油上的应用前景。

磺酸盐型Gemini表面活性剂的合成及在三次采油中的应用研究

为了提高驱油用表面活性剂降低油水界面张力的能力，以提高原油的采收率．合成了磺酸盐型Gemini表面活性剂，并将其与石油磺酸盐复合，采用tx-500界面张力仪测定了复合体系降低油水界面张力的能力．研究表明：当质量分数为1％时，磺酸盐型Gemini表面活性剂-石油磺酸盐复合体系能降低油水界面张力至4×10^-4～6×10^-4 mN·m^-1．磺酸盐型Gemini表面活性剂的加入使得磺酸盐型Gemini表面活性剂与石油磺酸盐之间产生协同效应，提高了原油的采收率．

阳离子Gemini表面活性剂18-3-18/水杨酸钠胶束体系流变和减阻性能研究

为丰富和发展表面活性剂减阻体系,研究了阳离子Gemini表面活性剂丙撑基双(十八烷基二甲基氯化铵)(18-3-18)与水杨酸钠(NaSal)组成的新型胶束体系的流变和减阻性能。考察了不同浓度胶束体系的流变特性,讨论了该胶束体系的摩擦阻力系数和减阻率随广义雷诺数的变化关系,并比较了在光滑管及粗糙管中该体系的减阻效果。结果表明,18-3-18/NaSal胶束体系具有良好的黏弹性、触变性和剪切变稀性。随胶束体系浓度增大,减阻效果提高。对18-3-18/NaSal(5 mmol L 1/10 mmol L 1)胶束减阻体系,存在临界广义雷诺数,最大减阻率为78.5%;对18-3-18/NaSal(7.5mmol L 1/15 mmol L 1,10 mmol L 1/20 mmol L 1)胶束体系在光滑管中的最大减阻率可分别达到82.3%和81.7%。该胶束体系在光滑管中的减阻效果优于粗糙管中的减阻效果,表明18-3-18/NaSal胶束是一种新型减阻胶束体系。

盐酸溶液中阳离子Gemini表面活性剂在碳钢表面的吸附与缓蚀性能研究

合成并用元素分析和核磁共振(1H-NMR)表征了阳离子Gemini表面活性剂1,2-双亚甲基-双(十烷基二甲基溴化铵)和1,2-双亚甲基-双(十二烷基二甲基溴化铵)(分别简写为10-2-10和12-2-12),并用失重法研究了1M盐酸溶液中该类表面活性剂在碳钢表面的吸附行为及其缓蚀性能.实验结果表明,其缓蚀机理为表面活性剂在钢铁表面的吸附形成单分子膜,从而阻碍了盐酸对钢铁的侵蚀,其缓蚀效率随着表面活性剂浓度的增加而增加,当表面活性剂浓度接近其临界胶束浓度时达到最大,理论计算表明,在研究的浓度范围内,盐酸溶液中该类Gemini表面活性剂在碳钢表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式.

季铵盐Gemini表面活性剂杀菌活性及其与分子结构的关联

The bactericidal activities of two series of quaternary Gemini surfactants have been examined by the suspension quantitative germicidal tests against Escherchia, Staphylococcus aureus and Candida alibicans respectively, the dodecyltrimethylammonium bromide(C 12TABr) was used for comparison. All of the quaternary Gemini surfactants showed superior bactericidal activities to C 12TABr due to higher densities in both headgroup charge and alkyl chains.

表面活性剂对污泥脱水性能影响的机理研究:Gemini表面活性剂与聚电解质相互作用的分子动力学模拟

表面活性剂可以与污泥表面的胞外聚合物(EPS)吸附形成胶束,释放出自由水和结合水,从而达到改善污泥脱水性能的目的.本文采用粗粒化的分子动力学模拟方法,研究了Gemini表面活性剂与EPS形成复合物的过程和结构.聚电解质链的亲疏水性对吸附过程有显著影响,亲水聚电解质链与Gemini表面活性剂吸附的主要驱动力为静电吸引,Gemini表面活性剂头基吸附在链上,尾链朝向溶剂;疏水聚电解质链与Gemini表面活性剂吸附过程由静电作用与疏水作用共同促进,Gemini表面活性剂以平行于聚电解质链的构型存在.Gemini表面活性剂联结基团长度对吸附过程的影响甚微;聚电解质链的电荷密度对亲水聚电解质链的吸附产生协同作用,对疏水聚电解质链的吸附不产生作用.

非离子型Gemini表面活性剂的表面活性与固液界面吸附特性研究

利用最大泡压法和静态吸附实验测定了烷基酚聚氧乙烯醚型Gemini表面活性剂(GSmn)和壬基酚聚氧乙烯(10)醚(S910)在40℃下的表面张力,考察了Gemini表面活性剂的分子结构对其表面活性及其在固液界面吸附特性的影响。实验结果表明,在一定温度下,当GSmn的亲水基团相同时,其临界胶束浓度和最低表面张力均随烷基链长的增加而降低;疏水基相同时,GSmn的氧乙烯基数越多,临界胶束浓度越高,最低表面张力越低。S910与GS910的界面活性相近,但后者更易在溶液表面吸附。GSmn在高岭土上的饱和吸附量随GSmn烷基链长度的增加而增加,随氧乙烯基数增加而降低;GS910在高岭土上的饱和吸附量比S910低。

羧酸盐类Gemini表面活性剂二元复合驱配方的研究

通过界面张力、正交试验、吸附损失实验、室内模拟驱油实验等方法,系统研究了所合成的系列羧酸盐类Gemini表面活性剂的界面活性、与普通羧酸盐表面活性剂的协同效应、吸附损失及驱油效果。在此基础上确定了适合孤岛油田东区稠油油藏的无碱二元复合驱配方,即0.02%SDG-4+0.05%SDCM-1+0.10%SDC-1+0.2%HPAM。该配方与目的层原油的界面张力达到超低,SDG-4在油砂上的静态吸附损失为2.555mg/g,符合国家"八五"和"九五"化学驱对吸附损失的要求,室内模拟驱油实验提高采收率高达36%,具有很好的驱油效果。

烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂与非离子表面活性剂C_(10)E_6混合溶液的胶团化

研究了烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂Ia与非离子表面活性剂C10E6溶液混合胶团中分子间的相互作用.通过表面张力法测定了Ia和C10E6不同比例不同温度下的临界胶束浓度(cmc).结果表明,两种表面活性剂以任何比例复配的cmc比单一表面活性剂的cmc都低,表现出良好的协同效应.传统型非离子表面活性剂C10E6、Gemini表面活性剂Ia及混合物的cmc都随着温度升高而降低.而且,任何配比的混合胶团中两种表面活性剂分子间的相互作用参数β都是负值,这说明两种表面活性剂在混合胶团中产生了相互吸引的作用.混合表面活性剂体系的胶团聚集数比单一Ia的大,但比单一C10E6的小.向Gemini表面活性剂Ia胶束中加入非离子表面活性剂C10E6会使胶束的微观极性变小.

琥珀酸酯磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及表面活性

以1-十二醇、1-十四醇、1-十六醇、1-十八醇、马来酸酐和乙二醇为主要原料,合成4种琥珀酸酯磺酸盐Gemini表面活性剂;借助红外光谱和核磁共振氢谱对所合成的化合物结构进行了表征。4种表面活性剂均具有较低的临界胶束浓度,较强的乳化性能以及较好的泡沫性能。进一步讨论了4种表面活性剂结构与性能的关系。

Gemini表面活性剂分子结构对其水溶液中聚集行为的影响

Gemini表面活性剂是通过联接基团将两个具有亲水亲油性质的两亲结构单元在其亲水头基上或靠近亲水头基处以共价键方式连接而成的一类表面活性剂。这类表面活性剂由于联接基团的引入具有比传统单链表面活性剂更高的表面活性,同时分子结构中更多的可调控因素使其在水溶液中表现出更为丰富的自聚集行为,而且分子不同部位结构的改变对分子内或分子间相互作用产生不同的影响,可实现通过分子结构的设计有效调控其自聚集能力和聚集体结构。本综述将从联接基团、烷基链、亲水头基、反离子和其它功能性基团这五个方面概述近些年Gemini表面活性剂水溶液中聚集行为方面的研究进展,总结人们对Gemini表面活性剂分子间相互作用规律的认识,期望对于进一步发展这类高效的表面活性剂体系提供有益的帮助。

含酯基季铵盐Gemini表面活性剂的合成及表面活性

以氯乙酰氯、乙二醇、长链叔胺为原料,合成了一系列含有酯基的季铵盐Gemini表面活性剂,用正交实验法对实验条件进行了优化,并用IR(红外光谱)1、H NMR(核磁共振氢谱)、MS(质谱)、元素分析等方法对产物结构进行了表征.该表面活性剂的性能测试结果显示,当疏水链R为C12H25,C14H29,C16H33时,其临界胶团浓度ccmc值分别为1.62×10-5,1.38×10-5,1.28×10-5mol/L,临界表面张力γcmc分别为36.4,38.5,41.2 mN.m-1.