酯基Gemini双季铵盐表面活性剂的研究进展

Gemini双季铵盐表面活性剂性能优异但生物和化学降解性差,在Gemini双季铵盐表面活性剂结构中引入酯基官能团可以提升产物性能。酯基Gemini双季铵盐表面活性剂含有酯基和双季铵盐基,具有高表面活性、吸附、絮凝、抗盐、湿润、乳化、杀菌防腐和易生物分解等优点,应用前景广阔。本文综述了酯基Gemini双季铵盐表面活性剂的合成路线、性能和石油化工的应用状况,结合发展需求对酯基Gemini双季铵盐表面活性剂的未来发展进行了分析和展望。

Gemini型酯基季铵盐的合成与性能

以十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、N,N-二甲基乙醇胺和1,4-二溴丁烷为原料,通过酯化和季铵化两步反应合成了4种Gemini型酯基季铵盐表面活性剂分子(EG-n,n为碳链长度)。利用红外光谱和核磁共振氢谱对所得中间体的结构进行表征,并对其表面张力、润湿性能、抗静电性能、柔软性能、织物白度进行了测试。结果表明,合成的4种EG-n均表现出较高的表面活性,其中EG-12的表面活性最高,其临界胶束浓度(CMC)为3.43×10^(-4)mol/L,平衡表面张力(γ_(CMC))为23.34 mN/m;4种EG-n均能将石蜡膜表面润湿,且EG-12的润湿性能最好;4种EG-n均能达到织物柔顺剂的抗静电性要求,且EG-12的抗静电性能最好;长碳链的EG-18柔软性能最好,且对棉布白度的影响最小。

硬脂酸酯双子季铵盐的合成及性能研究

以硬脂酸、N,N-二甲基乙醇胺和1,4-二溴丁烷为原料,制备了一种硬脂酸酯双子季铵盐表面活性剂(EG-18),并通过红外光谱和核磁共振氢谱对其分子结构进行表征。对EG-18的静态表面张力和动态表面张力进行测定,发现EG-18的临界胶束浓度(cmc)为1.32×10^(-3)mol/L,平衡表面张力(γ_(cmc))为35.68 mN/m,具有较好的表面活性。通过动态接触角的测试数据,发现EG-18溶液随浓度增大,对石蜡膜的润湿性逐渐增强。对比了D1821、EG-18和酯基季铵盐3种物质在浊度、润湿性能、抗静电性能、柔软性能和织物白度方面的差异。浊度的对比发现,EG-18的溶解度高于D1821和酯基季铵盐;润湿性能方面:EG-18可将石蜡膜润湿,但润湿性能弱于D1821和酯基季铵盐;EG-18的抗静电性能优于D1821;3种物质的柔软性能相当,并且EG-18对棉白布的白度影响最小。

酯基Gemini季铵盐阳离子表面活性剂的研究进展

含酯基季铵盐表面活性剂具有良好的表面活性及生物降解性能而广受国内外学者关注。本文回顾了近几年来国内外对可降解的含酯基双子季铵盐(对称型、非对称型及含杂环型)的研究概况,并简要介绍产物作为消毒杀菌剂、金属腐蚀抑制剂、乳化剂、泡沫剂、基因载体等在工业上的应用。最后,指出通过分子设计开发性价比优异的新型表面活性剂、优化合成工艺、提高与传统表面活性剂的配伍性能等是当前的研究热点。

m-n-m型Gemini季铵盐表面活性剂的合成及性能研究

以N,N-二甲基十四胺和1,8-二溴辛烷反应生成了14-8-14型Gemini季铵盐表面活性剂,通过单因素试验优化了反应条件,确定较佳合成条件为:N,N-二甲基胺的用量为5 mmol,N,N-二甲基胺与二溴烷烃的摩尔比为2.2:1,溶剂乙腈用量为10 mL,反应温度为80℃,反应时间为24 h,在此条件下合成了24种m-n-m型Gemini季铵盐表面活性剂,大部分反应的收率大于80%。采用吊环法对产物的表面张力进行了测定,分别研究了疏水烷基链、连接基对Gemini季铵盐表面活性剂表面活性的影响,研究发现,当连接基n相同时,随着疏水烷基链的增长(m>10时),Gemini季铵盐表面活性剂的表面张力呈现先减小后增大的趋势,14-n-14型Gemini季铵盐表面活性剂呈现出最好的表面活性;当疏水烷基链m=14时,随着连接基n的增大,Gemini季铵盐表面活性剂的表面张力呈现先增大后减小的趋势。

羟基和酯基型Gemini双季铵盐表面活性剂在煤沥青表面的润湿特性

以自制的羟基和酯基型Gemini双季铵盐表面活性剂为研究对象,在考察其表面活性的基础上,进一步研究了表面活性剂在煤沥青表面的润湿性。研究表明,羟基型Gemini表面活性剂在煤沥青表面的接触角随疏水链长度的增长呈先减小后增大趋势,其中C_(12)-OH在煤沥青表面的润湿效果最好;对于m-n-m酯基型Gemini表面活性剂而言,接触角随疏水链长度的增长而降低。当疏水链长度一定时,m-6-m在煤沥青表面的润湿效果比m-2-m好。在一定浓度范围内,C_(10)-OH、C_(12)-OH和12-2-12 3种Gemini表面活性剂的表面张力与其在煤沥青表面黏附张力呈线性关系。煤沥青表面的Zeta电位随Gemini表面活性剂浓度的增大呈先增大后趋于平稳的趋势。

新型Gemini阳离子表面活性剂的合成和性能(1)——从长链烷基二甲基胺及其盐酸盐和环氧氯丙烷合成双烷基双季铵盐阳离子

概述了从长链烷基二甲基叔胺及其盐酸盐和环氧氯丙烷或其他连接剂在温和条件下合成新型双烷基双季铵盐型阳离子表面活性剂的方法 ,产品的表面活性以及烷基链长。

新型草酸二酯类Gemini季铵盐表面活性剂的制备

在环境中可自然降解的表面活性剂是目前研究的热点之一。为了获得良好的界面活性,同时提高表面活性剂的降解性能,以草酸、十二烷基二甲基胺和环氧氯丙烷为反应原料制备了一种新型的Gemini季铵盐阳离子表面活性剂。详细的探讨了反应时间、反应温度、反应溶剂等条件对产物的影响,并使用傅里叶变换红外光谱测试产物的特征基团。研究发现,在反应过程中,最佳的反应溶剂为乙醇,最佳反应温度为50℃,最佳反应时间为10h。

季铵盐型Gemini表面活性剂去除铜绿微囊藻

研究了5种不同结构的季铵盐型表面活性剂对铜绿微囊藻的去除率,对比发现具有Gemini双子结构的季铵盐型表面活性剂比普通的单链表面活性剂对铜绿微囊藻的去除率高,且烷烃链越长去除效果越好。以去除率最高的16-6-16季铵盐型Gemini表面活性剂为研究对象,探讨了16-6-16活性剂用量、藻液浓度、pH及离子强度等对除藻效果的影响。结果表明：随着16-6-16活性剂用量的增加,藻细胞的去除率逐渐增加,在较高的藻浓度（A_（683）为0.402）下,仅需5 mg/L的16-6-16活性剂即可破坏藻细胞的完整性,导致其死亡,当16-6-16活性剂用量达到20 mg/L时,24 h后的藻细胞及叶绿素a的去除率可达90%;固定16-6-16活性剂的投加量为20 mg/L,随着藻浓度增大,16-6-16活性剂对藻细胞的去除率提高;当铜绿微囊藻的吸光度（A_（683））为0.4±0.02时,藻细胞去除率最高;16-6-16活性剂除藻的最适pH为7~9;随着溶液离子强度增加,藻细胞去除率降低。最后根据透反射生物显微镜观察灭藻前后藻细胞微观结构的变化及藻液Zeta电位的测试,初步探讨了季铵盐型Gemini表面活性剂去除铜绿微囊藻的机理。

三次采油用Gemini季铵型表面活性剂LTS的性能及应用

使碳数大于2的α,ω-二溴代烷与烷基二甲胺在无水乙醇中反应,得到了gemini季铵盐表面活性剂LTS,在45℃考察了LTS作为降压增注驱油剂的性能,配液用水为矿化度4902mg/L的大庆采油五厂模拟注入水。用电渗法测定,LTS溶液浓度由600mg/L增至800mg/L时,石英砂在LTS溶液中的表面zata电位由负变正。在石英砂上的饱和吸附量,LTS为0.082mg/L,石油磺酸盐ORS-41为0.102mg/L。LTS溶液浓度为500～600mg/L时,与大庆采油五厂原油间的界面张力降至10-3mN/m超低值。动态和静态接触角测定表明,100～800mg/L的LTS溶液可使亲油玻片表面变亲水,600mg/L的LTS溶液使亲水人造石英砂岩心表面变强亲水。Kg0.005～0.008μm2的人造砂岩岩心水驱之后用LTS溶液驱油,当LTS浓度由200mg/L增至1000mg/L时,注LTS压力相对于注水压力的降低率由26.74%增至42.85%,采收率增幅由5.80%增至14.96%。在大庆采油五厂平均渗透率0.01μm2的低渗透油层的6口井注入600mg/L的LTS溶液,单井日注量30～45m3,共注90天,此后平均注水压力下降0.9MPa,单井日增注8.5m3,对应油井年增产油1429t。

Gemini双季铵盐表面活性剂与SDBS和SDS的复配行为

采用荧光分光光度法和Zeta电位法考察了系列Gemini双季铵盐表面活性剂与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二烷基磺酸钠(SDS)的复配效果。结果表明,Gemini双季铵盐表面活性剂疏水链和连接基越长,cmc越小,且疏水链长度对表面活性剂性能的影响较大;Gemini双季铵盐表面活性剂的加入可显著提高阴离子表面活性剂SDBS和SDS的表面活性,当Gemini双季铵盐表面活性剂与SDBS或SDS的摩尔比为3:7时,复配体系的cmc最小,且与SDS复配体系的性能优于与SDBS的复配体系。

一种酯类双季铵盐Gemini表面活性剂的合成研究

酯类双季铵盐Gemini表面活性剂含有正电荷性和酯类官能团,具有cmc低、高界面活性、易生物降解的特点。本研究先用三乙胺(TEA)和环氧氯丙烷(EPIC)合成新型季铵盐阳离子表面活性剂失水甘油基三乙基氯化铵(GTA)中间体,最后用GTA和己二酸反应合成得到一种新型酯类双季铵盐Gemini表面活性剂--双季铵盐己二酸酯表面活性剂(BQAA)。超声条件下得出BQAA合成的最佳条件为:超声频率:60KHz,反应体系pH=8,反应温度:50℃,n(GTA)∶n(己二酸)=2. 5∶1. 0,反应时间:6. 5h,BQAA为白色晶体,产率为88. 79%,通过元素分析和IR对产品BQAA进行了表征,对产物BQAA的表面活性、泡沫性能和乳化性能进行了研究,实验结果表明:BQAA的cmc=1. 3×10^-4mol·L-1,γcmc=27. 96 mN·m^-1,泡沫形成稳定性高,起泡能力强,乳化能力好。

双季铵盐-硫酸酯盐两性Gemini表面活性剂的合成及其表面活性

用N,N-二甲基十二胺、环氧氯丙烷、盐酸(摩尔比为2:1:1)一锅煮的方法得到连接基上带有羟基的双季铵盐Gemini表面活性剂,然后与氯磺酸反应将其羟基硫酸化,再用NaOH中和制得白色粉末状的三头基双季铵盐-硫酸酯钠盐两性Gemini表面活性剂.后两步反应产物的总产率为78%,最终产物的熔点为231～233℃.合成产物的结构用元素分析、红外光谱、质谱和核磁共振等手段进行鉴定.经测定,在15℃时该两性Gemini表面活性剂的表面张力为34.5 mN/m,临界胶团浓度为7.2×10-5mol/L.

基于十八烷基的Gemini型季铵盐纸张柔软剂的制备及应用

阳离子季铵盐表面活性剂是一类重要的纸张柔软剂,为了获得更好的柔软效果,制备了一种新型的基于十八烷基的Gemini型季铵盐表面活性剂。制备过程中以十八烷基二甲胺和环氧氯丙烷为反应原料,反应产物使用傅立叶变换红外光谱和1H核磁共振谱确定结构。最后,研究了这种新型材料对纸张的柔软作用,并获得了最佳的使用量。

季铵盐型gemini表面活性剂的合成及性能研究

以N,N-二甲基十二烷基叔胺与2,2′-二氯乙醚为原料,合成了季铵盐型gemini表面活性剂QAGS;采用IR和元素分析对合成产物进行了结构表征;研究了反应时间、溶剂类型及用量以及反应物物质的量比对产率的影响;并考察了QAGS的表面活性。结果表明:当N,N-二甲基十二烷基叔胺和2,2′-二氯乙醚的物质的量比为3.0∶1、反应介质为乙腈、乙腈用量为45mL、反应时间为72h时,QAGS的产率最高达22.76%;QAGS水溶液的表面张力随其浓度的增大而急剧减小,浓度达到1.054mmol·L-1时,表面张力基本不变;QAGS的饱和吸附量为1.597×10-6 mol·m-2,分子截面积为1.04nm2。

Gemini季铵盐阳离子表面活性剂的合成及性能研究

以十二烷基二甲基叔胺和1,3-二氯丙烷为主要原料合成了一种Gemini季铵盐阳离子表面活性剂。通过红外光谱对其进行了定性分析,并测定了其熔点、临界胶束浓度(CMC)、发泡性、稳泡性以及防膨性能。结果表明,该Gemini季铵盐阳离子表面活性剂具有较高的表面活性,熔点为190℃,CMC为9.68×10-4mol.L-1,发泡与稳泡性能良好,防膨率达85.3%。

季铵盐型Gemini表面活性剂的合成应用研究进展

季铵盐型Gemini表面活性剂具有正电荷性、吸附性强、易形成亲油性膜层、易生物降解等优点,在原油开采、纺织、医药、造纸、皮革、日用化工等领域具有广泛的用途。介绍了季铵盐型Gemini表面活性剂的分类,综述了季铵盐型Gemini表面活性剂的合成方法及应用领域,展望了新型季铵盐Gemini表面活性剂的未来发展方向。

Gemini表面活性剂的结构特性及其应用

Gem ini表面活性剂是一类新型表面活性剂,它是由两个单链头基普通表面活性剂通过化学键联接在一起,由于其特殊的结构使其具有优良的性能和广泛应用。本文对其结构特点和性能以及应用方面进行综述和分析,这种表面活性剂具有较好的应用和开发前景。

季铵盐型Gemini表面活性剂G12对纳米P(St-BA)乳液性能的影响

自制新型Gemini阳离子表面活性剂G12,通过电导法确定其临界胶束浓度(CMC)比对应的传统表面活性剂如十二烷基三甲基溴化铵的CMC低接近一个数量级,且随温度的升高而增大;以G12为乳化剂,在偶氮二异丁基脒盐酸盐(AIBA)的作用下,制备了纳米阳离子型苯乙烯—丙烯酸丁酯聚合物乳液,分别考察了G12用量、聚合温度、引发剂用量对乳液性能的影响。结果表明,乳胶粒子的粒径随聚合温度的升高逐渐减小、随G12用量和AIBA用量的增加而减小。当G12用量为2%、温度为75℃、AIBA用量为0.8%时制得的乳液性能最佳。

新型季铵化多羟基Gemini表面活性剂的合成及其表面性能

2-甲氨基乙醇和二乙醇胺分别与十二烷基溴经取代反应制得叔胺(2a和2b);2a,2b及N,N-二甲基十二烷基叔胺分别与1,3-二溴丙烷反应合成了Gemini表面活性剂(3a^3c),其中3a和3b为新化合物,其结构经1H NMR表征。表面活性测试结果表明,3a^3c的CMC分别为0.859 4 mmol·L-1,0.769 1 mmol·L-1和0.962 9 mmol·L-1,呈随羟基数量的增加而降低趋势。