阳离子表面活性剂的结构及分类、相行为、毒性、应用以及与其他表面活性剂和各类大分子的相互作用(待续)

综述了阳离子表面活性剂的性质、自组装、分子间相互作用及其与小分子或大分子以及与表面的相互作用。介绍了多种阳离子表面活性剂,如单尾、双尾以及gemini、阴-阳离子表面活性剂(catanionic surfactant)、bola型表面活性剂(bolaform surfactant)、氨基酸表面活性剂和糖基表面活性剂(sugar-based surfactant)的各项性质,并讨论了皮肤毒性和环境影响。考察了阳离子表面活性剂与其他表面活性剂、聚合物、蛋白质或DNA混合后的效果。同时概述了阳离子表面活性剂的传统应用,例如作为消毒剂在织物柔顺、硬表面清洁、个人护理、铺路物料和油田方面的应用,以及若干新兴应用,例如软抗微生物剂(soft antimicrobial agent)和核酸递送(后者已在诸如基于表面活性剂的mRNA COVID-19疫苗中有突出贡献)。

阳离子型可聚合大分子表面活性剂的制备及其在聚氨酯/聚丙烯酸树脂中的应用

分别选择甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DM)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)为亲水性单体和亲油性单体,合成出一系列阳离子可聚合嵌段大分子表面活性剂(PDM-b-PBMA)并将其应用于水性聚氨酯/丙烯酸酯(WPUA/PDM-b-PBMA)的制备.采用FT-IR、NMR、表面张力、粒径等测试对PDM-b-PBMA进行结构表征和性能测试,考察了亲油亲水的不同比重对PDM-b-PBMA的影响.对WPUA/PDM-b-PBMA进行流变、TEM、TGA、耐水性和力学性能等性能研究和应用测试.结果表明:PDM-b-PBMA有末端双键的存在.随着亲油单体BMA含量增加,分子量从1.8×10^(3)增至3.6×10^(3),PDI从1.26增至1.55,表面张力先减小后增大.PDM_(10)-b-PBMA_(15)的表面张力低至32.12 mN/m,且粒径为86.7 nm.与此同时,WPUA/PDM_(10)-b-PBMA_(15)的乳液稳定性较好,耐水性能最佳,其吸水率和接触角分别为7.3%及99.4°.

阳离子聚电解质与阴离子表面活性剂大分子复合物的形成及其溶液流变性能

将不同阳离子电荷度的丙烯酰胺 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物与反电性阴离子十二烷基硫酸钠复合,由电导率测定发现两者依靠静电引力结合的大分子复合物存在着非电荷化学计量比关系。低于临界沉淀浓度时,大分子复合物能够保持分散溶解状态,溶液属于假塑性流体,并且分子复合作用使溶液的抗剪切稀释能力增强。

大分子表面活性剂制备的新方法研究──原子转移自由基聚合方法

用ＰＥＧ合成大分子引发剂引发苯乙烯ＡＴＲＰ聚合，合成了分子量可控、窄分布的嵌段型大分子表面活性剂。

芳烃碳九(C_9)油/丙烯酸两亲性共聚物大分子表面活性剂的研究与开发

以廉价的裂解制乙烯的副产物———芳烃碳九(C9)油为原料,与丙烯酸实现了自由基共聚合,合成了具有两亲性的碳九(C9)/丙烯酸无规共聚物P(C9-AA),测得其相对分子质量在10000左右,具有高分子表面活性剂特点,在水溶液中的CMC值约为6 7×10-4mol/L。研究了在P(C9-AA)水溶液中的胶束状态,表明其胶束应是多分子缔合,在较低温度(15℃)下成分子晶体状态,在50℃呈近似球形。由于其结构较为特殊,初步研究表明,其应用前景诱人,用作乳化剂,可以合成较大颗粒(800～1000nm)的高分子乳液,工艺简单。所合成的较大颗粒微球用作模板制备了CdS纳米壳层材料,该壳层材料在半导体、电子材料方面有潜在的意义和应用价值。作者还将P(C9-AA)两亲性共聚物用于稠油的开采。初步实验表明P(C9-AA)是一种新型的大分子表面活性剂,有较大的应用价值。

阳离子表面活性剂处理油田含聚合物废水

以7种常见的阳离子表面活性剂为絮凝剂,考察对海上某油田含聚合物废水的处理效果。实验结果表明:一定浓度时,十四烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵有很好的絮凝效果:阳离子季铵盐表面活性剂加入到含聚合物废水中后,先会与连续水相中的水解聚丙烯酰胺(HPAM)发生静电中和作用,剩余的表面活性剂扩散至油水界面与界面处HPAM作用后破坏HPAM对油滴的稳定作用,从而达到絮凝效果;阳离子表面活性剂的加入量与含聚合物废水中HPAM的浓度密切相关。

可聚合阳离子含氟表面活性剂在含氟丙烯酸酯乳液聚合中的应用

以可聚合阳离子含氟表面活性剂N-(乙酸全氟辛基乙基酯)-N-(乙醇丙烯酸酯)二甲基溴化铵(PF8DM)为乳化剂,进行含氟丙烯酸酯的细乳液聚合研究,考察了PF8DM用量对单体转化率和凝胶率的影响,PF8DM用量对乳液的稳定性和表面性能的影响;分别采用PF8DM和十六烷基三甲基溴化铵作为乳化剂考察其对乳胶膜性能的影响。结果表明,当PF8DM含量为单体总质量的4%时,单体转化率达95%,凝胶率为0.6%;所得乳液具有优异的贮存、稀释、离心稳定性;当PF8DM用量为单体总质量的6%时得到的乳胶膜接触角达118.6°。在总含氟量相同的条件下,采用PF8DM为乳化剂制备的含氟丙烯酸酯乳液,其乳胶膜的吸水率大大降低,拒水性也明显增强。

聚合物与阳离子表面活性剂相互作用的介观模拟

作耗散颗粒动力学模拟(DPD)方法研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)与十二烷基氧丙基-β-羟基三甲基溴化胺(C12NBr)之间的相互作用。在三维模拟格子中,聚合物链均方末端距r2随着表面活性剂质量分数的增加,呈现一种首先减小,接着增加,然后又减小的趋势。构型和结构分析表明C12NBr的加入能够引起聚合物链的二面角分布发生改变,这意味着C12NBr与HPAM发生了相互作用。同时DPD三维模拟格子可以直观地表现表面活性剂/聚合物体系的聚集形态。结果表明:分子模拟可以作为实验的一种补充,在介观层次上提供信息。

可聚合双季铵盐阳离子表面活性剂

以甲基丙烯酰氯、11-溴代十一醇、4-[2-(N,N-二甲基胺乙基)]吗啉和溴甲烷为原料,合成了新型可聚合的单季铵盐阳离子表面活性剂甲基丙烯酸酯基单季铵盐(PMQ),并经过季铵化得到了相应的双季铵盐头基的阳离子表面活性剂可聚合的甲基丙烯酸酯基双季铵盐(PDQ)。通过元素分析和核磁共振氢谱证实了产物的结构,同时采用表面张力测定与电导率测定两种方法测定了PDQ在不同温度下的临界胶束浓度和表面张力。实验结果表明,通过酰氯化、两次季铵化3步有机反应成功地合成了PDQ;25℃下纯水中PDQ的临界胶束浓度为3.24×10-2mol/L,对应的表面张力为40.95mN/m,表明PDQ具有较高的表面活性。

表面活性阳离子聚合物浮选剂的制备与性能评价

以嵌段聚醚大单体(PEP-90)、N,N-二甲基二烯丙基氯化铵(DM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为原料,合成了三元共聚物浮选剂PDMDACP,利用FTIR,^1H NMR等方法表征了结构,并研究了合成条件及气浮条件对气浮选性能的影响。实验结果表明,适宜的合成条件为:溶剂为质量比4∶1的水与丙二醇甲醚的混合溶液,m(DM)∶m(DAC)=4∶1,m(DM+DAC)∶m(PEP-90)=19∶6,单体用量35%(w),甲酸钠用量0.3%(w),引发剂用量0.4%(w),聚合温度50℃,聚合时间8 h。PDMDACP的最佳气浮选条件为:气浮时间15 min,气流量1 L/min,浮选剂用量25 mg/L,在该条件下针对渤海某油田含油污水浊度降低率为98.83%,浮选性能良好。

阳离子可聚合表面活性剂的研究进展

可聚合表面活性剂含有可聚合基团,以牢固的共价键键合到聚合物粒子上,成为聚合物的一部分,有效避免了表面活性剂的解吸及其在乳胶膜中的迁移,减少了乳胶膜表面的亲水基团,可以克服传统表面活性剂的许多弊端。阳离子可聚合表面活性剂主要为季铵盐,其容易吸附于一般固体表面,其水溶液一般有优异的杀菌性。本文综述阳离子可聚合表面活性剂,根据不同方式对其进行分类,分别介绍聚合基团不同的阳离子可聚合表面活性剂的合成和应用现状,并对其应用前景作了展望。

马来酸酐双酯型阳离子可聚合表面活性剂的合成研究

合成了马来酸酐双酯型阳离子可聚合表面活性剂,采用马来酸酐与十二醇开环生成十二烷基马来酸酐半酯;用2-(二乙氨基)氯乙烷盐酸盐在弱碱性(KHCO3)条件下与十二烷基马来酸酐半酯烷基化而生成亮黄色油状的长链叔胺;然后用溴化苄与十二烷基叔胺季胺化而生成马来酸酐双酯型阳离子可聚合表面活性剂,研究结果表明:当十二烷基叔胺与溴化苄反应摩尔比为1:1.2,反应温度为60℃,于丁酮中反应2,4 h,表面活性单体产率最高可达68.65％,红外光谱和核磁共振氢谱证实了所合成表面活性剂的结构,该产品能显著降低水的表面张力(28.21 mN·m-1),并具有较低的临界胶束浓度(0.0167 mmol·L-1).

新型可聚合双季铵盐阳离子表面活性剂的合成与表征

合成了新型可聚合的单季铵盐阳离子表面活性剂(PMQ)和双季铵盐阳离子表面活性剂(PDQ)。其结构经1HNMR和元素分析表征。在25℃的中性水溶液中PMQ和PDQ的临界胶束浓度分别为25.1mmol·L-1和32.4mmol·L-1,对应的表面张力分别为37.8mN·m-1和40.95mN·m-1。

电导法测定聚合物对阳离子表面活性剂临界胶束浓度的影响

用电导法测定了 3-烷氧基 - 2 -羟基丙基三甲基氯化铵以及在聚合物存在下临界胶束浓度的变化规律 .

含环氧乙烷/环氧丙烷功能侧链聚合型大分子表面活性剂的溶液与界面性能的Mesodyn模拟

采用Mesodyn模拟,对含有环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)功能侧链及不同侧链分布结构的聚合型大分子表面活性剂(聚表剂)溶液性能及其在油水界面上的分布进行了研究。模拟结果表明,当EO链和PO链分别位于聚表剂主链两侧时,聚表剂在油水界面上的排布更有序,界面性能更好;当EO链和PO链位于聚表剂主链同侧时,聚表剂在油水界面上排布有序程度较低,界面性能较弱;在功能侧链长度相同的情况下,聚表剂的功能侧链结构对聚表剂的亲油功能侧链形成分子间缔合及其增黏性能影响较小。

可聚合阳离子含氟表面活性剂的合成与性能

该文以全氟烷基乙基醇(PFEA)为原料,设计合成了3种不同含氟链段长度的可聚合阳离子含氟表面活性剂——N-(乙酸全氟烷基乙基酯)-N-(乙醇丙烯酸酯)二甲基溴化铵(PFDM),通过核磁共振氢谱(1HNMR)对其结构进行了表征。利用Zeta电位测定、表面张力测定等手段考察了不同含氟链段长度对PFDM表面活性的影响,并证明了PFDM的可聚合性。结果表明,随含氟链段的增长,PFDM在水介质中形成胶束的胶束聚集数逐渐增大,CMC呈指数下降,表面活性逐渐增强,且具有良好的可聚合性。

阳离子表面活性剂-阴离子聚合物为模板剂合成硅基介孔材料

以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和阴离子水溶性聚丙烯酸钠 (NaPAA) 混合物为模板剂, 在较高温度和碱度下采用 St?ber 法合成介孔材料. 通过调变助剂乙醇含量、晶化温度、晶化时间、NaPAA 含量和分子量等制得结构和形貌不同的硅基介孔材料. 研究表明, 这是 NaPAA 和乙醇共同作用的结果.

可聚合阳离子表面活性剂DMDB的合成及在颜料分散中的应用

以甲基丙烯酸二甲胺乙酯和1-溴代十二烷为原料,吩噻嗪为阻聚剂,在50℃恒温反应20 h,合成了可聚合阳离子表面活性剂——甲基丙烯酰氧乙基十二烷基二甲基溴化铵(DMDB),用FTIR、1HNMR对其结构进行了表征,研究了其水溶液的性质。以DMDB为分散剂,用超声波粉碎法制备了超细颜料分散体系,考察了DMDB质量分数分别为0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、1%时超细颜料分散体系的性能,结果表明,当w(DMDB)≥0.3%时,分散体系的粒径小于300 nm,Zeta电位在25 mV左右,具有较好的离心稳定性。

阳离子可聚合表面活性剂DMSB的合成与性质

以甲基丙烯酸二甲基胺乙酯(DM)和1-溴十八烷(SB)为原料,合成了可聚合阳离子表面活性剂——甲基丙烯酰氧乙基十八烷基二甲基溴化铵(DMSB),利用红外光谱、核磁共振、元素分析、高效液相色谱等方法对目标产物进行分析和表征,并对其表面活性进行了研究。然后以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,将该表面活性剂与苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)共聚制得了阳离子无皂乳液,将其应用于纸浆的施胶过程,结果表明,该乳液具有良好的施胶增效作用。

可聚合表面活性剂制备阳离子表面施胶剂的研究

选用可聚合阳离子表面活性剂DMMB作为乳化剂,采用半连续乳液聚合工艺合成阳离子表面施胶剂,与氧化淀粉配比制成施胶液进行表面施胶试验,并对施胶后纸页Cobb值、表面强度性能进行了测试。实验结果表明合成阳离子表面施胶剂的最佳反应条件为:苯乙烯/丙烯酸丁酯单体比例为110∶90;阳离子可聚合表面活性剂DMMB的添加量为3%;阳离子改性剂添加量为5%。