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《南京理工大学》 2007年
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新型可聚合硼酸酯表面活性剂及其聚合物的合成、性能研究

王海鹰  
【摘要】: 硼酸酯表面活性剂是一类特种表面活性剂,表面活性优异,具有众多常规碳氢表面活性剂无法替代的特性,如抗静电、抗磨润滑、阻燃等。本文合成了一种新型结构的非离子可聚合硼酸酯表面活性剂BES及其均聚合物PBES,和BES/丙烯酰胺的共聚合产物P(BES—AM)。考察了多种因素对合成/聚合反应的影响,得到优化合成工艺;由FT-IR、~1H-NMR、GPC、特性粘度等方法对合成产物进行了结构表征;并采用表面张力、透射电镜等方法,研究了BES及其聚合物PBES、P(BES—AM)在水溶液体系的表面活性及其混合效应等表面物理化学性质;并探索了其在水溶液体系中的部分应用性能,如金属缓蚀性能及水溶性纳米镍催化剂制备中分散性影响等。 研究表明,BES抗水解能力强,有较强的均聚和共聚合能力,表面活性优异,25℃下,pH=7时,BES临界胶束浓度cmc为0.066 mmol·L~(-1),γ_(cmc)达到29.2 mN·m~(-1),优于具有相同疏水链长的不同类型表面活性剂。PBES产物重均相对分子质量范围为1.5×10~4~3.5×10~4,cmc达到0.07~0.15 g·L~(-1),γ_(cmc)可达30~32 mN·m~(-1),表面活性接近常规低分子表面活性剂。BES、PBES与十二烷基苯磺酸钠(LAS)的混合体系有明显的协同增效效应;PBES存在下,LAS溶液表面张力—浓度曲线出现两处转变点C_1点、C_2点,C_1<C_2<cmc_(LAS)。P(BES—AM)产物特性粘度在47~88 mL·g~(-1)(相对分子质量计算值约为9.8×10~4~2.2×10~5),其γ_(cmc)在30.5~40.5 mN·m~(-1)之间,cmc在0.23~2.30g·L~(-1)之间,表面活性也接近常规低分子表面活性剂。聚硼酸酯PBES在水溶液中可自发形成囊泡。在0.1 mol·L~(-1)NaCl水溶液中,PBES囊泡呈圆形或椭圆形,直径约在150~250 nm之间;PBES形成的囊泡在乙醇—NaCl水溶液混合体系中具有较高的稳定性。采用排列参数理论,经过一定近似处理,对BES和PBES在溶液中的自组装结构形成过程机理进行了研究,并给出其自组装模型。BES、PBES及P(BES—AM)皆有良好的金属缓蚀性能,优于常规缓蚀剂OP—10和吐温—85。30℃和50℃时,表面活性剂含量为200 mg·L~(-1)时,在1 mol·L~(-1)HCl溶液中对45#碳钢,PBES的缓蚀性能最高,缓蚀率可达97%以上。BES略低,P(BES—AM)在相同条件下的缓蚀率也可达到87%以上。以不同表面活性剂为分散稳定剂,制备水溶性纳米镍催化剂,用于邻氯硝基苯催化加氢制备氯代苯胺。采用PBES时,催化剂回收套用二次转化率最高,可达到90.2%。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ423

【引证文献】
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1 张晓松;硼酸丙二醇聚酯的合成及应用[D];广州大学;2010年
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【参考文献】
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【共引文献】
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7 潘红琴;邓桦;于宗英;;腈氯纶/棉混纺织物的拒水拒油整理[A];雪莲杯第10届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2010年
8 陈秋萍;薛敏钊;何冯耀;刘燕刚;;电化学沉积法制备ZnO及ZnO/酞菁锌杂化薄膜[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
9 王怀玉;董利民;昝青峰;王晨;;乳化交联法制备壳聚糖微球粘连原因分析[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(5)[C];2007年
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9 陈慧博;多分枝非离子表面活性剂的合成、改性及在破乳方面的应用[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
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10 孙秀武;高-低分子表面活性剂复合物及其在造纸工业中应用的研究[D];福建师范大学;2005年
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