磺化碱木质素和磺化碱木质素聚氧乙烯醚的溶液行为研究

分别制备了不同磺酸基含量的磺化碱木质素（SAL）、不同交联度和分子量的磺化碱木质素聚氧乙烯醚（SAL-PEG）,采用动态光散射（DLS）法分别研究磺酸基含量和PEG非离子长链对SAL和SAL-PEG溶液行为的影响规律.结果表明,不同磺酸基含量（1.28~2.09 mmol/g）的SAL在1.0 g/L的水溶液中存在聚集行为,磺酸基含量的增加使SAL的分子舒展程度增加,聚集程度越弱;Na Cl的加入使SAL的分子舒展程度减小,聚集体发生解聚.不同PEG含量的SAL-PEG在1.0 g/L的水溶液中主要以单分子状态存在,聚集行为较弱,分子的流体动力学半径与其分子量和交联度成正比;Na Cl的加入使SAL-PEG的PEG非离子长链却被严重压缩,分子流体动力学半径显著减小,减小程度与其分子量和交联度成正比,但SAL-PEG的聚集程度仍然较弱.

复配改性磺化碱木质素减水剂的性能研究

针对磺化碱木质素(SWSL)引气性过强造成混凝土抗压强度下降的问题,通过复配消泡剂二甲基硅油、表面活性剂十二烷基硫酸钠(K12)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)进行改性以改善其引气性,得到改性磺化碱木质素(GSL),系统研究了其物化性能及作为混凝土减水剂应用的性能。结果表明,GSL具有较强表面活性,泡沫细腻均匀,最大泡径仅0.5mm。掺加GSL的水泥颗粒表面Zeta电位比SWSL和木质素磺酸钙CLS的高,达到-33mV。与SWSL和CLS比较,GSL能在低掺量下使新拌砂浆具有更高减水率和引气性,且砂浆150min流动度损失率仅为3.8%。GSL能明显改善硬化砂浆孔隙结构,孔径小于0.02mm的小孔体积分数高达81.5%。掺量w(GSL)=0.25%时,混凝土减水率达13.6%,3d和7d抗压强度比分别为164%和163%,均高于CLS,达到高效减水剂标准。

活化磺化麦草碱木质素高效减水剂性能的研究

以麦草碱木质素为原料,通过活化、磺化、缩合制备高效减水剂GSAL,研究其对水泥和混凝土性能的影响,并探讨了GSAL的减水作用机理。结果表明,水灰比为0.32,掺0.6%GSAL的水泥净浆流动度为248 mm,比掺奈系减水剂FDN的水泥净浆流动度大30 mm,水泥净浆流动度120 min后仅损失17.3%,水泥净浆的终凝时间延长2～3 h,混凝土减水率达24.5%,比FDN高3.7%,GSAL使混凝土3 d、28 d抗压强度比分别达到178%和154%,比掺FDN分别提高36%和33%。通过表面物化性能研究表明,GSAL对水泥的减水分散作用主要是由于其对水泥颗粒具有良好的润湿作用、适当的气泡润滑作用以及在水泥颗粒表面形成了较强的静电斥力。

磺化麦草碱木质素热分析动力学研究

为研究磺化碱木质素在高温条件下的热稳定性能,实验采用热重-红外分析(TG-IR)和差示扫描量热分析(DSC)研究了磺化麦草碱木质素在非氧状态下热分解反应的动力学过程.利用多升温速率法Kissingr法和Ozawa法,分别计算了磺化麦草碱木质素热动力学方程中的表观活化能(E)和频率因子lnA,分别为118.3kJ.mol-1,121.46kJ.mol-1;20.40min-1,15.92min-1;利用Kissingr法计算了热动力学方程的反应级数是1.8.

臭氧氧化后麦草碱木质素磺化反应性能的研究

首次对O3/H2 O2 氧化降解木质素产物进行改性研究 ,测定了不同氧化反应条件下的碱木质素磺化改性后的物化性能。在O3用量5 %、温度 2 0℃、pH值 1 1 68、H2 O2 的用量 2 5 %的氧化反应后的氧化木质素 ,经高温磺化后 ,磺酸基含量最大 ;此时 ,木质素产品的表面活性也较好 ;在H2 O2 用量为 1 0 %、pH值 7 0 8、温度 2 0℃、O3用量 5 %的O3/H2 O2 氧化反应条件下 ,氧化木质素经过高温磺化后 ,分散性能大大改善。

磺化度对十二醇聚氧乙烯醚磺酸钠/油/水界面层影响的动力学模拟

采用粗粒化分子动力学方法研究了十二醇聚氧乙烯醚磺酸钠(AES)在油水界面的微观结构,分析了十二醇聚氧乙烯醚(AEO)质量分数的影响。AES/AEO复合体系中,当磺化度≥90%时,AEO以单分子分散在AES之间,不影响油水界面层厚度和界面层中油水的分布;磺化度降至80%时,AEO分子间出现零星的聚集,界面层厚度略有降低,但界面层中水和油的体积不变;磺化度降低到65%及以下,AEO分子间聚集,以分子团簇分散在AES之间,界面层厚度和界面层中水分子的体积分数显著降低,亲水亲油平衡性被破坏。

不同相对分子质量对接枝磺化木质素水煤浆分散剂吸附分散性能的影响

采用接枝磺化缩聚法制备了不同相对分子质量碱木质素系水煤浆分散剂(GCL3J系列),研究相对分子质量对水煤浆吸附分散性能的影响。流变学研究结果表明,具有三维空间网络结构的GCL3J分散降黏性能均优于具有线性结构的萘系分散剂。等温吸附和Zeta电位测试结果表明,GCL3J在煤粒表面的吸附特征属于Langmuir型单分子层吸附,随着相对分子质量的增加,其在煤粒上的吸附量逐渐减少,吸附作用力逐渐增强,并逐渐以疏水作用吸附为主。中等相对分子质量的GCL3J-3(Mw为31500 Da,特性黏度为8.06 mL/g)在煤粒表面吸附后,具有适宜的吸附量和吸附强度,且负电性最高,对水煤浆具有最优的分散降黏作用。

Streck法合成烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐过程中磺化条件的研究

聚醚磺酸盐是一种耐温耐盐型表面活性剂.实验室以辛基酚聚氧乙烯醚(OP-4)为原料,和氯化亚砜(SOCl2)发生氯代反应后得到中间体,再分别以亚硫酸钠、亚硫酸钠与亚硫酸氢钠混合物、亚硫酸钾为磺化剂磺化氯代产物合成了辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(OPS-4).实验重点优化了磺化反应的条件,发现170℃下氯代产物和亚硫酸钾以物质的量比1.0∶1.3反应4 h,磺酸盐产率可达到82.6%.利用红外光谱对中间体及产物结构进行了初步表征.

麦草碱木质素烷基化反应的研究

用不同的卤代烷烃与碱木质素进行烷基化反应。探讨了烷基化试剂种类、反应温度、时间、pH值等因素对产物性质的影响。发现 ,当烷基化试剂为溴代十二烷、反应时间 3h、反应温度 170℃、pH 12时 ,木质素的反应率和反应产物表面活性较高。对烷基化碱木质素进行磺化 ,可以改善其水溶性 。

以二甲基--正丁基--磺化木质素基氯化铵为模板剂制备多孔钛材料

以碱木质素为原料合成二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵两性表面活性剂,并以其为模板剂采用溶胶-凝胶法制备多孔钛材料。结果表明:二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵含氮量为1.360%,含硫量1.860%;红外光谱和1HNMR证实产物中存在磺化和季胺的化学结构。溴酚蓝和亚甲基蓝实验表明二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵具有两性化合物结构,溶于碱性、中性和稀酸溶液。随着模板剂与钛酸正丁酯的质量比增加,多孔钛材料的比表面积加大;继续增加模板剂的量,多孔钛材料的比表面积下降。多孔钛材料孔径分布范围较宽,为晶态,主要以锐钛矿形式存在。煅烧后的多孔材钛料中有TiO2特征吸收峰,也有少量残留的木质素。当二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵与钛酸正丁酯的质量比为0.65∶1、煅烧温度为450℃时,可得到最大比表面积、锐钛矿晶态的多孔钛材料。

二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵的合成及性能研究

以麦草碱木质素为原料通过Mannich和磺化反应合成了二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵(DBSLAC)两性表面活性剂,表征了其结构,考察其在不同pH值溶液中溶解性,并以铜离子为模拟废水考察了其吸附性能,以酸性黑(ATT)和亚甲基蓝为模拟染料废水考察了其絮凝性能。结果表明:傅里叶红外光谱(FT-IR)证明产物中含有季铵根和磺酸根的化学结构,DBSLAC含氮量2.34%。DBSLAC两性表面活性剂对Cu2+的吸附平衡符合Freundlich等温方程,并且在20 mL Cu2+溶液的初始质量浓度为100 mg/L,投加量0.002 g、pH值5.5和吸附时间2 h的条件下对Cu2+的吸附效果最佳,吸附量达262.34 mg/g;在20 mL染料溶液中,对酸性黑ATT(阴离子染料)的絮凝效果在投加量0.03 g、pH值2和染料质量浓度为0.1 g/L时最佳,最大脱色率75.41%;对亚甲基蓝(阳离子染料)的絮凝效果在投加量0.3 g、pH值9和染料质量浓度为0.1 g/L时最佳,最大脱色率97.87%,结果表明DBSLAC可用作重金属离子吸附剂和染料絮凝剂。

脂肪醇聚氧乙烯醚的原料指标对AES中二噁烷含量的影响

为研究脂肪醇聚氧乙烯醚原料(简称AEO)对脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)中二噁烷的影响,在嘉兴赞宇工厂的膜式磺化器装置上,考察了AEO中水分含量、PEG含量、环氧乙烷含量对AES中二噁烷含量的影响。结果表明:随着AEO中水分、PEG、环氧乙烷含量的增加,使AES中二噁烷增加,特别是环氧乙烷的影响最为显著,并且环氧乙烷的增加与二噁烷含量的增加呈非线性关系。文中从反应机理上进行了推导和解释。

烷基桥联丁基磺酸磺化木质素的制备及其在分散碳纳米管中的应用

利用1,4-丁磺酸内酯作为磺化剂,1,6-二溴己烷作为烷基化桥联剂对碱木质素进行改性,通过一步反应制备了兼有烷基磺酸基和烷基链的交联结构的新型聚合物——烷基桥联丁基磺酸磺化木质素(AASLS),并系统研究了AASLS在碳纳米管(CNT)悬浮液体系的分散性能。结果表明,当分散剂质量掺量为2%时,AASLS分散的CNT悬浮液在660 nm处的吸收高于由聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散的CNT悬浮液,悬浮稳定性更高;透射电镜测试结果进一步表明AASLS的掺入有效解决了CNT的团聚问题;拉曼光谱表明,通过AASLS的非共价功能化修饰,CNT的I1350/I1580值有效降低;电化学测试表明AASLS与CNT形成的复合物在酸性电解液中可进行准可逆的氧化反应。

酶解木质素―磺化丙酮―甲醛缩聚物的合成与应用

以酶解木质素、亚硫酸氢钠、偏重亚硫酸氢钠、丙酮和甲醛为原料制备酶解木质素―磺化丙酮―甲醛缩聚物(E-LSAF),并作为水煤浆制备中的添加剂。通过测定E-LSAF的红外光谱、吸附量和ζ-电位的,探讨了添加E-LSAF对水煤浆体系的影响,并对比了E-LSAF、碱木质素―磺化丙酮―甲醛缩聚物(A-LSAF)和工业木素磺酸钠作为水煤浆添加剂对水煤浆分散稳定性的影响。E-LSAF作为添加剂应用于水煤浆的制备中,既可以有效地利用酶解木质素,又可降低水煤浆制备的成本,提高水煤浆的分散稳定性能。

辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐的合成与界面张力的测定

以辛基酚聚氧乙烯醚(OP-4)和氯化亚砜(SOCl2)为原料,经氯代和磺化合成了辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(OPES-4),利用高效液相色谱法和两相滴定分别对各步反应收率进行了测定,对合成条件进行了优化。结果表明,氯代反应以吡啶为催化剂在70℃下反应2h即可完成;磺化的最佳反应条件为:以亚硫酸钾为磺化剂,与氯代辛基酚聚氧乙烯醚物质的量比1.3∶1,在170℃下反应4h,收率可达82.6%。利用红外光谱仪和核磁共振波谱仪对产物结构进行了表征;同时考察了不同矿化度下OPES-4浓度和油水动态界面张力的关系,得到了OPES-4适用的最佳NaCl质量分数在16%～20%,界面张力最低可达1.5×10-2mN/m。

月桂醇聚氧乙烯醚(7)己基磺基琥珀酸混合双酯钠的合成与性能

采用控制酯化率和非外加相转移催化剂在常压进行反应的方法合成了月桂醇聚氧乙烯醚(7)己基磺基琥珀酸混合双酯钠。最佳工艺条件为:n〔月桂醇聚氧乙烯醚(7)〕∶n(顺酐)=1 00∶1 10,于130℃下单酯化反应2 5h,得到产率为99 6%的单酯化产物。n(己醇)∶n(顺酐)=4 0∶1 0,于170℃下双酯化反应2 0h,得到产率为95 8%的双酯化产物。n(亚硫酸氢钠)∶n(顺酐)=1 10∶1 00,加热介质温度为170℃下磺化反应2 5h。测得产物的表面张力、临界胶束浓度、乳化力、渗透力、分散力、耐硬水性能分别为30 7mN/m、3 548×10-5mol/L、3 5min、3 7s、59 5%和14min。与磺基琥珀酸双己酯钠盐(DHSS)和月桂醇聚氧乙烯醚(7)磺基琥珀酸单酯二钠盐(LESS)进行了性能对比。结果表明:分散力、乳化力和耐硬水性能较DHSS均得到了改善,渗透性能较LESS得到了较大的提高。

月桂醇聚氧乙烯醚(n)己基琥珀酸混合双酯磺酸钠的乙氧基加成数对合成反应的影响

采用控制酯化率和不外加相转移催化剂、在敞开体系中自催化磺化反应的方法,合成了4种不同乙氧基加成数 n(n=3,5,7,9。下同)的阴离子表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚(LEO_n)己基琥珀酸混合双酯磺酸钠(LHSS_n)。对由4种 LEO_n 来分别合成 LHSS_n 的最佳工艺条件与 LEO_n 的乙氧基加成数的关系进行了研究。结果表明:随着乙氧基加成数的增加,单酯化反应的酯化率达到约100%时的反应温度从90℃增加到140℃;双酯化率达到约95%时的反应温度从140℃增加到170℃,己醇过量从100%增加到400%。同样地随着乙氧基加成数的增加,磺化剂亚硫酸氢钠过量从5%增加到10%,反应时间从2.25 h 增加到2.75 h,反应温度从130℃增加到180℃。从酯化反应中 LEO 进攻羰基 C 的空间位阻对酯化反应的影响以及磺化反应中产物自催化作用对磺化反应的影响分别解释了反应性变化的原因。

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的合成及其界面活性

以脂肪醇聚氧乙烯醚（MOA-4）为原料,采用卤化-常压磺化两步法合成了脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐（MOASO-4）,对提纯后的产品进行了红外光谱分析,并对其与重烷基苯磺酸盐（HABS）复配后的界面性能进行了评价。红外光谱分析结果表明产物为目标产物。在Na OH/P/S体系中,当HABS∶MOASO-4≥1∶1时,体系的界面张力能维持在10^-3m N·m^-1;当混合表面活性剂浓度在0.1%~0.3%范围时平衡界面张力可降至超低;混合体系中碱浓度的增加有利于界面张力降低;Na Cl的盐析效应更为明显,相同配方浓度下3种考察体系降低油水界面张力能力依次为Na Cl〉Na2CO3〉Na OH。

2-磺基-4-壬基苯基聚氧乙烯醚的合成工艺研究

以壬基酚为原料,以发烟硫酸作磺化剂,合成了壬基酚磺酸钠;然后以氢氧化钾为催化剂,进行乙氧基化反应得到2-磺基-4-壬基苯基聚氧乙烯醚。分别考察了反应条件对磺化反应和乙氧基化反应的影响;并用IR验证了所合成产物的结构。结果表明:在温度为40℃,磺化剂用量为壬基酚体积的31%,反应时间2h下,磺化产物收率为99.88%;在150℃,0.3MPa,催化剂用量为壬基酚磺酸钠质量的0.5%下2-磺基-4-壬基苯基聚氧乙烯醚的磺化度为87.78%,聚乙二醇的含量为3.51%。