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《南京理工大学》 2004年
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阳离子型Gemini表面活性剂的合成、性质及应用研究

叶志文  
【摘要】:Gemini表面活性剂是一种具有特殊分子结构的新一代表面活性剂,它将两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接在一起,从而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力,极大地提高了表面活性。 本论文通过一系列的实验,合成了两个系列的Gemini表面活性剂,即联结基团为亚甲基的C_(12)-s-C_(12)·2Br(s=3,4,6)和联结基团含羟基的C_(12)-s(OH)-C_(12)·2Cl(s=3,4)。测定了临界胶团浓度cmc、表面张力γcmc、降低表面张力的效率C_(20);测定了它们的胶团聚集数,并讨论了影响因素;系统地考察了两个系列水溶液的流变特性;详细地研究了所合成的Gemini表面活性剂的胶团化热力学性质;研究了C_(12)-s-C_(12)·2Br/SDS及C_(12)-s(OH)-C_(12)·2Cl/SDS的复配性能,并计算了混合胶团的组成及正负离子表面活性剂的相互作用参数;用量子化学方法计算研究了C_(12)-s-C_(12)·2Br及C_(12)-s(OH)-C_(12)·2Cl(s=3,4)结构性能规律联系;论文对Gemini表面活性剂在工业含能材料中的应用进行了详细而深入的研究;同时,对其作为纺织助剂的作用进行了初步探讨。主要工作和实验结果如下: 1合成了两个系列的季铵盐Gemini表面活性剂,对其结构进行了鉴定,并对影响反应的因素进行了分析讨论,找出了最佳合成条件。 2测定了两个系列Gemini表面活性剂的临界胶团浓度cmc、表面张力γcmc、降低水溶液表面张力的效率C_(20),发现与相应的传统表面活性剂相比,Gemini表面活性剂具有很低的cmc和很强的表面活性。 3研究了Gemini表面活性剂的表面过剩吸附量和分子面积与其结构之间的关系。发现Gemini表面活性剂的表面过剩吸附量随联接基团碳数的增加而减少,而在界面上的分子面积A却相反。对本论文所合成的Gemini表面活性剂的起泡性能进行了比较,其中含羟基的Gemini表面活性剂C_(12)-3(OH)-C_(12)·2Cl具有良好的起泡性和稳泡性。 4采用荧光探针技术测定了两个系列的Gemini表面活性剂的胶团聚集数,发现阳离子Gemini表面活性剂的浓度强烈影响其胶团聚集数,尤其是对于较短联结基团,联接基团越短,其胶团聚集数越大。C_(12)-3(OH)-C_(12)·2Cl的胶团聚集数比C_(12)-3-C_(12)·2Br大。 5 C_(12)-3-C_(12)·2Br浓度直至64mmol.L~(-1),C_(12)-3(OH)-C_(12)·2Cl浓度直至54mmol.L~(-1),γ均在0-1875S~(-1)范围内,流变行为表现出牛顿体特征;在其后浓度的范围,γ~*以上时,为非牛顿体特征。黏度(η)随浓度增大而增大,有一上升拐点,η陡然增大;联接链上引入羟基,对流变行为影响不大,但在相同条件下,黏度略微 增大。 6 Gemini表面活性剂的临界胶团浓度(cmc)随温度升高而线性增加;其胶 团化倾向比其相应的单体表面活性剂强:在水溶液中的聚集机理均主要来自嫡驱 动。 7 Gemini表面活性剂和sDS的复配比相应普通表面活性剂与sDS的复配能 更有效地降低溶液的表面张力,混合表面性剂的cmc大大低于普通表面活性剂之 间复配的咖c;Gemini表面活性剂和SDS之间有较为强烈的相互作用,这表现 在它们的相互作用参数远小于零。 8采用量子化学方法,优化了Gemini表面活性剂的几何构型,得到了轨道 能级、生成恰、总势能以及电荷分布状况等。 9同DTAB相比,C理一3(0H)一C12·ZCI改性硝酸按晶形更加“歧化”,富含微气 孔,介孔比例高,粒度级配好,比表面积大,具备低表面能及良好的晶变特性, 改善了吸湿结快性;用其制备的粉状工业炸药具有优良的物理性能及爆炸性能。 C:2一3(oH)一C:2·C1也可作为乳化炸药优良的晶形改变剂及助乳化剂,其作用使乳 化炸药的储存稳定性及爆炸性能有明显提高;另外,同DTAB相比,Gemini型表 面活性剂你一3一C:2·ZBr对涤纶织物的碱减量处理具有明显的促进作用.因此它 可用作印染助剂。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TQ423

【引证文献】
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3 敖明祺;咪唑Gemini表面活性剂的合成及其聚集行为的研究[D];山东大学;2010年
4 蔡明建;新型烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及其应用[D];天津大学;2010年
5 张旗;新型长链头基季铵盐Gemini表面活性剂的合成及其吸附、聚集行为研究[D];武汉大学;2012年
6 李蓉;气/液界面含Gemini表面活性剂的混合单分子膜研究[D];华东理工大学;2010年
7 王旭东;季铵盐类Gemini表面活性剂的合成及在离子液体中聚集行为的研究[D];山东大学;2012年
8 吴振玉;Gemini表面活性剂在酸性溶液中对金属的缓蚀性能研究[D];中南大学;2011年
9 刘倩;基于新型两亲与纳米材料的毛细管电泳分析[D];湖南大学;2009年
10 夏柳荫;双季铵盐型Gemini捕收剂对铝硅酸盐矿物的浮选特性与机理研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 迟波;季铵盐Gemini表面活性剂的合成及表面活性的研究[D];南京理工大学;2004年
2 王可为;非离子Gemini表面活性剂的合成及性能表征[D];大连理工大学;2003年
3 李宇;水溶液中甘氨酰二肽与Gemini表面活性剂相互作用的电导和光谱研究[D];郑州大学;2011年
4 邵瑞利;Gemini表面活性剂的合成及在三次采油中的应用[D];西北大学;2010年
5 李歆;含三嗪环磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及其性能研究[D];中北大学;2010年
6 张婷婷;含三嗪环阳离子Gemini表面活性剂的合成与性能研究[D];中北大学;2011年
7 薛春利;新型甜菜碱两性离子Gemini表面活性剂的合成及性能研究[D];中北大学;2011年
8 刘波;反应型双子(Gemini)表面活性剂的合成和性能评价[D];成都理工大学;2011年
9 张超;Gemini型表面活性剂的合成及应用[D];福建师范大学;2011年
10 赵家乐;含三嗪环磺酸盐阴离子Gemini表面活性剂的应用性能研究[D];中北大学;2012年
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