系列十六烷基邻二甲苯磺酸盐异构体的合成与结构表征

以邻二甲苯为原料,经Friedel-Crafts酰基化反应、格氏反应、加氢还原反应等步骤合成出8种十六烷基邻二甲苯磺酸钠的异构体。通过正交实验确定了合成中间体3,4-二甲基苯基十六烷基苯酮的最佳工艺条件,即正十四酰氯滴加温度为25℃,邻二甲苯与正十四酰氯的摩尔比为3∶1,反应温度为60℃。在该条件下,3,4-二甲基苯基十六烷基苯酮的收率可达88.23%～90.63%。采用红外光谱、核磁共振氢谱对中间体的结构进行了表征,采用电喷雾质谱对所合成的8种十六烷基邻二甲苯磺酸钠的异构体结构进行了表征。结果表明,合成中间体及最终产物的分子结构与所设计的分子结构相符。

系列磺丁基甜菜碱的表征及表面活性

用FT-IR、1HNMR和元素分析对自制的3种磺丁基甜菜碱(SBm-4)的结构进行了表征,研究了它们的表面性能、泡沫性能和乳化性能。获得SB12-4的cmc为2.20×10-3mol/L,γcmc为31.48 mN/m;SB14-4的cmc为2.80×10-4mol/L,γcmc为29.68 mN/m;SB16-4的cmc为2.30×10-5mol/L,γcmc为32.06 mN/m。3种磺丁基甜菜碱的cmc值随着烷基链长增加逐渐减小,γcmc先减小后增加,三者的起泡性随浓度增加而增加,到一定值后保持不变;泡沫稳定性随浓度增加逐渐增强,起泡性随着温度的增加有缓慢增加趋势,泡沫稳定性随温度增加逐渐降低。3种表面活性剂的乳化能力随浓度增加先增加后降低。

碳酸钠对2,3-二甲基-5-(5'-十六烷基)苯磺酸钠在油水界面聚集行为的影响

采用联合原子模型通过分子动力学模拟方法研究了2,3-二甲基-5-(5'-十六烷基)苯磺酸钠(C16-5OXS)在油水界面聚集行为,并考察了弱碱碳酸钠对C16-5OXS聚集行为的影响。模拟结果表明,C16-5OXS可以在油水界面处形成单分子层结构,随着碳酸钠质量浓度增加,界面膜厚度不断降低;碳酸钠质量浓度较低时,并未对C16-5OXS分子的双电层结构产生较大的影响,但当w(Na2CO3)=1.2%时,C16-5OXS分子极性头基的固定层厚度由0.100 nm下降到0.082 nm;同时,C16-5OXS分子的亲水基团占有面积也不断减小,表明C16-5OXS分子在油水界面排列得更加紧密;疏水尾链序参数也随着碳酸钠质量浓度的增加而不断的增加,表明碳酸钠还可以改变疏水尾链在油相中的构象,在微观层次上对弱碱碳酸钠与C16-5OXS分子作用机理进行了描述。

单电子转移活性自由基聚合法制备星形丙烯酰胺二元共聚物

以四氯化碳(CCl_4)为引发剂,Cu0粉/三(2-二甲氨基乙基)胺(Me6-TREN)为催化体系,在水溶液中实现了丙烯酸钠(Na AA)和丙烯酰胺(AM)的单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP),得星形二元共聚物P(AM-co-AA)。考察了引发剂用量、催化剂用量、失活剂用量及引发温度和反应物浓度对Star shaped-P(AM-co-AA)黏均分子量的影响。结果表明,当引发温度为25.0℃,物料摩尔比为单体∶Me6-TERN∶CCl_4∶Cu Cl_2∶Cu0=680∶0.75∶1.25∶0.35∶0.7(其中,m(AM)∶m(Na AA)=4∶1)时,即AM在溶液中的质量分数为17.5%,Na AA在溶液中的质量分数为7.5%,引发剂在溶液中的质量分数为0.105%,催化剂在溶液中的质量分数为0.0224%,失活剂在溶液中的质量分数为0.024%时,所得聚合物产品相对分子质量最高,达到331万。

催化丙烯聚合的球形Ziegler-Natta催化剂的制备

采用新工艺合成出球形Ziegler-Natta催化剂,在常压淤浆聚合条件下,考察了催化剂与三乙基铝(AlEt3)组成的催化体系催化丙烯的聚合.结果表明:催化剂的活性随着聚合反应温度的升高逐渐增大,在40℃时达到最大值,聚合反应温度对聚合物等规度的影响较小;随着n(AlEt3)/n(Ti)增大,催化剂的活性先增大,后逐渐减小,最后趋于稳定,聚合物等规度随着n(AlEt3)/n(Ti)的增大逐渐降低;外给电子体二苯基二甲氧基硅烷对所合成的催化剂在聚合物等规度的调节上作用明显.

新型Gemini两性离子表面活性剂的合成与表征

以乙二胺、溴代(十二、十四、十六)烷、丙烷磺内酯/丁烷磺内酯为原料,合成了磺基甜菜碱型Gemini两性离子表面活性剂1,双[N-甲基-N-(十二、十四、十六)烷基-N-磺(丙、丁)基]乙二胺甜菜碱(GSBm-n);通过红外光2-谱、核磁共振和元素分析等手段,对合成的表面活性剂的结构进行表征。

新型两性Gemini表面活性剂中间体的合成及结构表征

以N,N’-二甲基乙二胺和溴代十二烷、溴代十四烷、溴代十六烷等为原料,以氢氧化钠为催化剂,以乙醇为溶剂,合成了新型两性甜菜碱型Gemini表面活性剂的中间体;利用红外光谱和核磁共振氢谱对所合成的表面活性剂中间体的结构进行了表征。结果表明,所合成的3种中间体产物AM12、AM14、AM16分子结构中各质子的化学位移在氢谱上均一一对应,进一步证实了所合成产物即为目标中间体。通过结构表征证明,所合成的产物结构与设计的目标产物结构相符。

新型给电子体对负载型丙烯聚合催化剂性能的影响研究

以实验室自制新型β-二酮类化合物制备了四种含有不同内给电子体(1,1,1-三氟-5,5-(二甲基)-2,4-己二酮、3-乙基-2,5-戊二酮、1,1,1-三氟-4-苯基-2,4-丁二酮、1,3-二苯基丙二酮)的MgCl2负载型丙烯聚合齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂。研究了给电子体结构与聚合性能之间的关系。内给电子体的结构对聚合物立构规整度有较大的影响。

外给电子体的研究

在丙烯聚合过程中加入外给电子体,对于提高Ziegler-Natta催化剂活性及控制聚合物立构规整性发挥着极为重要的作用。详细介绍了外给电子体品种,包括苯甲酸甲酯和苯甲酸乙酯的芳香族羧酸酯类化合物、2,2,6,6-四甲基哌啶有机胺类、二环戊基二甲氧基硅烷和1,3-二乙基-2,2-二甲氧基甲基环己烷等有机硅氧烷类,杯芳烃及其衍生物。重点介绍了有机硅氧烷类和杯芳烃及其衍生物的结构式、将其作为外给电子体制备的催化剂催化性能,表明采用此类催化剂体系所得聚合物产品等规度大大提高。

系列磺丙基甜菜碱的表征与性能

通过FT-IR和1HNMR对自制的三种产品的结构进行了表征,证明产品为烷基二甲基磺丙基甜菜碱,并对三种磺丙基甜菜碱的表面性能和泡沫性能进行了研究。结果表明,三种磺丙基甜菜碱的表面活性随着烷基链长的增加逐渐增强;三种表面活性剂的起泡性随浓度增加而增加,到一定值后保持不变,稳泡性随浓度增加逐渐增强,起泡性随着温度的增加呈缓慢增加趋势,稳泡性随着温度增加逐渐降低。

系列磺基甜菜碱表面活性剂的合成与表征(英文)

采用N,N-二甲基长链叔胺和1,3-丙烷磺内酯和1,4-丁烷磺内酯为原料,合成了具有表面活性的系列烷基磺丙基甜菜碱和磺丁基甜菜碱,同时应用核磁共振氢谱和元素分析方法对结构进行了表征和分析。

丙烯聚合催化剂内给电子体的研究

对丙烯聚合Ziegler-Natta催化剂中内给电子体的研究进展情况进行了综述,同时分析了单酯类、双酯类、二醚类、二酮类和二醇酯类化合物作为内给电子体的催化剂特性。

系列十二烷基二甲苯基磺酸钠的合成与表面性能

以酰氯、邻二甲苯为原料,经傅-克酰基化反应、格氏反应、还原反应、磺化及中和5步反应,合成了6种结构明确的十二烷基二甲苯基磺酸钠异构体。用FT-IR、ESI-MS和1HNMR测试技术鉴定了中间产物和最终产物的结构。用滴体积法测定表面活性剂水溶液25℃时的表面张力,从而确定其临界胶束浓度,研究了支链结构对其表面性质的影响。6种表面活性剂(化合物Ⅰ～Ⅵ)的临界胶束浓度CMC(mmol/L)和表面张力γCMC(mN/m)分别为:Ⅰ0.25和30.00;Ⅱ0.50和28.21;Ⅲ0.79和28.10;Ⅳ1.00和27.01;Ⅴ2.00和26.41;Ⅵ2.50和26.40。结果表明,随着苯环由边缘移动至长链烷基的中间,表面活性剂的CMC增高,γCMC减小。

烷基芳基磺酸钠对烷烃的乳化性能

采用分水时间法考察了结构明确的高纯度烷基芳基磺酸钠在烷烃中的乳化现象。以液态石蜡为油相,讨论了乳化剂浓度对乳状液稳定性的影响,确定了最适宜的乳化剂浓度,并研究了烷基链长度、芳基结构和芳基在烷基链位置对形成的乳状液稳定性的影响关系,考察了不同油相对乳状液稳定性的影响。结果表明,最适宜的乳化剂质量分数为0.1%;当固定芳基结构时,随着烷基链上碳数的增加,乳状液稳定性线性增强;当固定烷基链碳数时,随着芳基上碳原子的增加,乳状液稳定性增强;随着芳基位置向烷基链中间位置移动,乳状液稳定性增强;随着油相分子量的增加,能形成稳定乳状液所需的乳化剂的分子量随之递增。

烷基芳基磺酸盐结构对原油-表面活性剂-碱体系油-水界面张力的影响

采用旋转液滴法测定了在不同碱浓度下自制的3种结构烷基芳基磺酸盐(C19-4S、C19-6S、C19-8S)与大庆六厂原油体系的油-水动态界面张力,分别考察了磺酸盐结构、强碱和弱碱浓度对油-水动态界面张力最小值(DIFTmin)和动态界面张力平衡值(DIFTequ)的影响。结果表明,在各自适宜碱浓度下,3种结构烷基芳基磺酸盐均可使大庆六厂原油-表面活性剂-碱体系的油-水界面张力达到超低值(10-3mN/m);随芳环在烷基芳基磺酸盐长烷链上的位置向烷链中心移动,达到DIFTmin、DIFTequ所需的强碱或弱碱的浓度降低、时间缩短。

2,5-二甲基十二烷基苯同分异构体的精细合成与表征

以对二甲苯为原料,经Friedel-Crafts酰化反应、格氏反应、Pd/C还原等步骤合成了2,5-二甲基十二烷基苯的6种同分异构体。通过正交试验得出的合成中间体2,5-二甲基苯基十二烷基酮的最佳工艺条件为:n(对二甲苯)∶n(酰氯)∶n(AlCl3)=3∶1∶1.1,滴加酰氯时体系温度15℃,反应时间6 h。在上述条件下得到的2,5-二甲基苯基十二烷基酮的收率为68.8%～70.5%。利用红外光谱与核磁共振氢谱对部分中间体及产物进行了表征,确定了化合物的结构与所设计的分子结构相同。

十四烷基芳基磺酸盐在大庆油砂上的吸附性能

利用静态吸附实验研究了实验室自制的三种高纯度十四烷基芳基磺酸盐在大庆油砂上的吸附规律,并考察了吸附时间,吸附温度及磺酸盐、NaCl、NaOH、正丁醇的浓度对吸附量的影响.结果表明:吸附量随着磺酸盐浓度的增大逐渐增加后趋于平稳,随着吸附温度和正丁醇体积浓度的降低、NaCl和NaOH浓度的增加而增大;磺酸盐活性剂的三种同分异构体中,随两部分碳链长度趋于均等,吸附量下降,且受助剂的影响变小.吸附热力学研究表明,十四烷基芳基磺酸盐在油砂上的吸附等温线服从Langmuir等温方程,并且计算得到的各参数均能很好地反映磺酸盐在油砂上的吸附特征.吸附动力学研究表明,Elovich方程能够更好地描述吸附量随时间的变化情况.

烷基芳基磺酸盐的分子动力学模拟与自由能微扰计算

为研究不同结构的表面活性剂分子在溶液中胶束化能力的差异,采用分子动力学方法模拟三种烷基芳基磺酸盐在真空和水溶液环境下的结构与相互作用.利用自由能微扰(FEP)方法计算了水合自由能,发现与用传统热力学表面张力法测定自制的烷基芳基磺酸盐结果一致.研究表明:烷基芳基磺酸盐在水溶液中的胶束化过程是自发进行的,随着分子结构中芳环向长烷基链中间位置移动,胶束化能力和胶束稳定性均下降;疏水基周围水分子的"冰山结构"会影响胶束的稳定性,而水分子中氢键的生存周期是反映冰山结构变化的重要指标;同时,亲水基与水分子间形成氢键的数目会增强或减弱分子脱离胶束体的趋势,从而影响胶束结构的稳定性.

不同链长烷基芳基磺酸盐形成微乳液的性质

以Winsor相态图法和拟三元相图法研究了自制的3种不同链长烷基芳基磺酸盐在多组分体系中形成的微乳液的性质,并考察了分子结构、无机盐和短链醇等的影响.结果表明,无机盐浓度的增加导致表面活性剂/正丁醇/正辛烷/NaCl/水形成的微乳液体系在一定温度下发生由WinsorⅠ→WinsorⅢ→WinsorⅡ型转变;随着烷基芳基磺酸盐分子的长烷基链碳原子数的增加,耐盐能力减弱,增溶能力提高;随着醇碳链的增大,微乳区面积先增大后减小.当烷基芳基磺酸盐分子结构固定时,最大微乳液区域醇的选择依据符合Bansal理论.醇的链长一定时,随着烷基芳基磺酸盐分子的长烷基链碳原子数的增加,微乳液的区域变小.

十四烷基芳基磺酸盐形成的分子有序组合体

以表面张力法、碘光谱法、水增溶法和相态图法研究了自制的三种十四烷基芳基磺酸盐在不同条件下形成的分子有序组合体(胶束、反胶束和微乳液),并考察了分子结构、溶剂、无机盐和短链醇等对其的影响.结果表明:增加十四烷基芳基磺酸盐分子亲油基支化度,不利于其在水溶液或混合极性溶剂(乙二醇-水)中形成胶束而有利于其在非极性溶剂正庚烷中形成反胶束;溶剂极性的降低,促使表面活性剂溶液由胶束溶液→单体溶液→反胶束溶液转变;无机盐或短链醇的加入促进了水溶液中胶束的形成,且反离子价态数或醇烷基碳原子数越大,越有利于胶束形成;无机盐浓度的增加导致表面活性剂/正丁醇/正辛烷/NaCl/水形成的微乳液体系在一定温度下发生由WinsorI→WinsorIII→WinsorII型的转变.