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《湖南大学》 2003年
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Gemini表面活性剂

姚志钢  
【摘要】: 新一代Gemini(双子)表面活性剂的出现,为表面活性剂科学开拓了广阔的前景。它与传统表面活性剂相比,其自缔合浓度比传统的低几百倍,其界面活性比传统的高几千倍。为此,它已成为当今界面和胶体化学研究的热点。有关它的合成路线报导已有不少,但真正工业化的产品仅只有几种,为促进该类新颖表面活性剂在工业和日常生活等领域中的推广和应用,本文采用廉价原料和环境友好的工艺路线,合成了一种易降解的新颖Gemini(双子)表面活性剂——二元醇双琥珀酸酯磺酸钠(GMI—01)。具体研究了催化剂的筛选与合成;并以1,4—丁二醇,马来酸酐和十二烷基聚氧乙烯醚(AEO_2)为主要原料,得出各步反应的最优工艺条件,对每一步合成出的产物结构,用IR和~1HNMR进行了表征,最后对GMI-01的表面活性性能进行了研究。 具体结果如下: ①通过对合成1,4—丁二醇双马来酸AEO_2双酯(酯化反应Ⅱ)所需催化剂的筛选,确定采用活性炭负载膦钨酸(PW_(12)/C)作为催化剂。该催化剂的最优制备条件为:配比为m_(pw12):m_c=4:6,回流时间4h,烘干温度150℃,烘干时间4h。 ②采用正交实验确定1,4-丁二醇与马来酸酐的最优反应条件为:n_(马来酸酐):n_(1.4-丁二醇)=2.15:1.00,反应时间1h,催化剂用量1.0%(ω),以丙酮作溶剂,回流操作。 ③采用均匀实验确定1,4—丁二醇双马来酸单酯与AEO_2的最优反应条件为:配比为n_(1,4-丁二醇双马来酸单酯):n_(AEO2)=1.00:2.15,反应温度150℃,反应时间14h,催化剂用量1.5%(ω)。 ④采用正交实验确定出磺化反应最优条件:配比为n_(1.4-丁二醇双马来酸AEO2酯):n_(NaHSO3)=1.00:3.00,反应时间4h,反应温度80℃,相转移催化剂用量1.5%(ω)。 ⑤经IR和~1HNMR图谱表征,每步所合成的产物结构符合目的产物要求。 ⑥平衡表面张力为33.8(mN/m),CMC 4.97×10~(-5)(ω),吸附量为2.33(mol/cm~2×10~(10)),分子极性头面积为72.0(nm~2×100)。动态表面张力参数n值随浓度变化不大,但t值迅速减小,R_(1/2)迅速增加,说明该表面活性剂具有很高的动态表面活性,易形成胶团,但平衡表面活性不是很高。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TQ423

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