以油酸为原料的新型生物基支链十七烷基苯磺酸钠的合成及性质（英文）

生物基表面活性剂由于其可再生资源和优异的表面/界面性质吸引了越来越多的关注。本文以可再生的油酸为原料,通过四步反应,制备了新型生物基支链表面活性剂,并评价了其表/界面性质、润湿性和生物降解性能。该新型生物基支链表面活性剂为4-(1-十七烷基)苯磺酸钠(9ΦC17S),依次经过烷基化反应、脱羧反应、磺化反应和中和反应而制得。其化学结构已通过电喷雾质谱、红外光谱和核磁共振波谱得以确认。4-(1-十七烷基)苯磺酸钠展现出良好的表/界面张力,临界胶束浓度(CMC)为317.5 mg?L^(-1),CMC处的表面张力为32.54 m N?m^(-1),当水溶液中碳酸钠浓度为8.48×104mg?L^(-1)、4-(1-十七烷基)苯磺酸钠浓度为8.36×104mg?L^(-1)时,油水的界面张力约为10-2m N?m^(-1)。此外,4-(1-十七烷基)苯磺酸钠在生物降解性和润湿性方面也显示出了良好的性能,最终生物降解评分为2.99,0.500 g?L^(-1)9ΦC17S溶液的气液固接触角为63.08°。该新型生物基表面活性剂丰富了以可再生资源为原料的生物基表面活性剂的结构多样性。

支链烷基苯磺酸钠的合成、表征及其结构对表面性质的影响

为了研究不同结构的支链烷基苯磺酸钠的分子结构与其表面活性之间的关系 ,以苯或烷基苯、酰氯及溴代烷为原料 ,经过酰化、格氏反应、氢化还原、磺化等步骤 ,合成了 6种分子结构明确的纯的支链烷基苯磺酸钠 ,并用核磁共振碳谱、傅里叶红外光谱对合成的化合物进行了表征 ,并分析了其高效液相色谱图。用Wilhelmy -Plate法测定了部分支链烷基苯磺酸钠水溶液的表面性质 。

稳态荧光探针研究支链烷基苯磺酸钠的聚集行为

以芘为荧光探针、二苯酮为猝灭剂,用稳态荧光探针法测定了合成的4种带干扰基(磺酸基邻位的短链烷基)的支链烷基苯磺酸钠的临界胶团浓度、合适猝灭剂浓度下的胶团聚集数以及在不同浓度氯化钠水溶液中的胶团聚集数.结果表明,支链烷基苯磺酸钠分子中长链烷基碳数增加,临界胶团浓度大幅度降低,胶团聚集数减小;分子中短链烷基碳数增加,临界胶团浓度降低幅度小,胶团聚集数增大;胶团聚集数随氯化钠浓度增大而增大.

高纯度支链三烷基苯磺酸钠的合成与表面活性

以短碳链烷基苯为原料,经酰化反应、格氏反应、催化加氢及磺化等六步反应合成了6种支链1,4,5 三烷基苯 3 磺酸钠,总收率均在21%以上。在烷基苯磺酸盐分子中,主链(—CHR1R2)取代在苯环的1位,短链R和R3分别取代在4位和5位。合成的三烷基苯磺酸盐的结构如下:(Ⅰ)R1=C3H7,R2=C4H9,R3=R=C2H5;(Ⅱ)R1=C4H9,R2=C4H9,R3=R=C2H5;(Ⅲ)R1=C4H9,R2=C5H11,R3=R=C2H5;(Ⅳ)R1=C3H7,R2=C4H9,R3=n C3H7,R=i C3H7;(Ⅴ)R1=C4H9,R2=C4H9,R3=n C3H7,R=i C3H7;(Ⅵ)R1=C4H9,R2=C5H11,R3=n C3H7,R=i C3H7。用1HNMR鉴定了所合成的表面活性剂的结构,用两相滴定法测定了产品中支链三烷基苯磺酸钠的质量分数均在98%以上。用表面张力法测定了30℃时它们在水溶液中的临界胶束浓度(CMC)和最低表面张力(γCMC)。6种表面活性剂的CMC(mmol/L)和γCMC(mN/m)分别为4 3,31 78(Ⅰ);4 1,31 05(Ⅱ);2 8,30 75(Ⅲ);4 0,30 85(Ⅳ);2 0,30 50(Ⅴ);1 0,30 48(Ⅵ)。

多支链烷基苯磺酸钠水溶液的表面性质

用自制的四种高纯度多支链烷基苯磺酸钠,研究了支链结构对其表面性质的影响.结果表明,随支链烷基碳数增加,临界胶束浓度降低,标准吸附自由能ΔGad更负;但是,饱和吸附量Γmax却随支链烷基碳数增加而减小,且临界胶束浓度时的表面张力γcmc随吸附量减小而降低,表现出与一般表面活性剂不同的变化趋势.从多支链烷基苯磺酸钠的分子结构特点,解释了随支链烷基碳数增加Γmax和γcmc的变化规律,探讨了分子的独占面积(as)对Γmax及γcmc的影响.

支链烷基苯磺酸钠溶液的界面扩张流变性质

为了更加深入地了解烷基支链化对烷基苯磺酸钠界面扩张流变性质的影响,通过滴外型分析法,研究了十六烷基-2-苯磺酸钠(2-Ø-C_(16))、十六烷基-4-苯磺酸钠(4-Ø-C_(16))、十六烷基-6-苯磺酸钠(6-Ø-C_(16))和十六烷基-8-苯磺酸钠(8-Ø-C_(16))4种不同支链化程度的烷基苯磺酸盐溶液的界面扩张流变性质,考察了吸附时间、振荡频率、溶液浓度对界面扩张弹性模量和粘性模量的影响。结果表明:4种支链烷基苯磺酸钠都有较强的界面活性;除6-Ø-C_(16)外,其他支链烷基苯磺酸钠在较宽的浓度范围内,慢弛豫过程控制界面膜性质,而高浓度条件下扩散交换过程起主导作用;支链化程度较大的烷基苯磺酸钠分子尺寸较小,向界面扩散的速度更快,同时油分子的插入削弱了支链烷基苯磺酸钠分子链间的相互作用,界面扩张弹性明显降低;此外,支链化程度的增大使支链烷基之间的相互作用产生的弛豫过程增强,扩张粘性增大。

支链多烷基苯磺酸钠的合成与表面活性研究表面活性研究

以乙苯、间二甲苯及间二异丙基苯为原料,经酰化、格氏反应、催化加氢及磺化4步反应,合成了2种支链三烷基苯磺酸钠和1种支链双烷基苯磺酸钠,总收率均大于40.5%。在烷基苯磺酸盐分子中,主链(—CHR_3R_4)取代在苯环的1位上,短链 R_1和 R_2分别取代在2位和4位上。研究了中间体6-(2,4-二甲基苯基)-6-十二醇的催化加氢条件,结果表明:当反应温度为20～50℃,氢气压力高于1.0 MPa,w(0.5%Pd/C)大于5%时,支链三烷基苯的收率最高。测定了30℃时支链多烷基苯磺酸钠在盐溶液中的表面活性。

支链烷基苯磺酸钠溶液界面扩张流变性质研究

通过悬挂滴法研究了4种不同疏水链长的烷基苯磺酸钠的界面扩张流变性质,分析了吸附时间、振荡频率、溶液浓度对界面扩张模量和相角的影响趋势。结果表明:长烷基链能使烷基苯磺酸钠分子在低浓度下降低界面张力,但对高浓度下烷基苯磺酸钠分子在油水界面上的排布影响不大。4种支链烷基苯磺酸钠分子所形成的界面吸附膜的弹性均较强。随着振荡频率的增加,膜内分子间相互作用占主导,扩张模量升高,相角降低。随着疏水链长的增加,分子间相互作用增强,界面膜排列更加紧密,扩张模量极大值增大,相角则维持在较低数值。

CHSB/BABS复配表面活性剂驱油体系性能研究

本文通过研究支链烷基苯磺酸钠(BABS)和椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱(CHSB)按不同质量比复配所得表面活性剂体系的临界胶束浓度(c_(cmc))和平衡表面张力(γ),得到该复配体系最佳质量比为3:7,该配比下复合表面活性剂的c_(cmc)为0.0513g/L、γ_(cmc)为26.4mN/m。进而以该复配体系为表面活性剂、不同链长的醇为助表面活性剂、氯化钠为盐组分以及原油含量2%的模拟油为油相进行拟三元相行为研究,利用winsor相图和电导率扫描法探究了氯化钠、正丁醇与表面活性剂浓度对体系相态的影响。结果表明:随着氯化钠浓度的增加,体系经历了WinsotⅠ经WinsorⅢ到winsorⅡ型微乳液的转变;正丁醇浓度增加会导致体系从WinsorⅢ到winsorⅡ型微乳液的转变;表面活性剂浓度增加则会导致体系从WinsorⅢ到WinsorⅠ型微乳液的转变。中相微乳液形成的最佳条件为:氯化钠浓度0.5~1.5 mol/L、正丁醇加量介于0~2.2%、表面活性剂加量介于0.5%~8%。在该条件下,原油、水之间的界面张力在短时间内可以达到10^(-3)mN/m数量级,满足驱油剂的使用要求。