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新型磺酸型表面活性剂的合成及表面性能的研究

李伟娜  
【摘要】: 随着时代的发展,表面活性剂已经应用到纳米材料制备、酶催化、生物模拟、三次采油等各个领域,开发新型具有特殊功能的表面活性剂一直是人们关注的热点。酸型表面活性剂既起到催化作用,又能够形成微乳液,能够极大提高某些酸催化反应的转化率。但现在这类表面活性剂的数量很少,不能满足人们的需求,因此开发新型的酸型表面活性剂具有非常重要的意义。 以壬基酚和烷基溴为原料,通过烷基化反应得到中间产物后,再以发烟硫酸为磺化试剂进行磺化,最终得到七个未见文献报道的对烷氧基壬基苯磺酸系列阴离子表面活性剂。磺化反应过程中加入了1,4-二氧六环作为发烟硫酸的络合剂,解决了磺化反应的溶解性及炭化问题。用1H-NMR和HPLC-MS表征了中间产物和终产物的分子结构,并讨论了反应物的比例,反应温度,溶剂的用量等因素对反应产率的影响,找到了合成反应的最佳条件。 考察了其中三种可溶于水的对烷氧基壬基苯磺酸表面活性剂的临界胶束浓度、表面张力和C20、cmc/C20、Гmax、Amin,并与传统的酸型表面活性剂DBSA进行比较,发现分子中引入烷氧基后,表面活性增强。同时也考察了温度、盐度对所合成的三个水溶性表面活性剂表面活性的影响,随温度升高,盐度的增大,cmc、γcmc降低,表面活性增强。对所合成的七个表面活性剂的增溶作用进行了实验,结果表明,发现可溶于水的表面活性剂中,HNBSA的增溶能力最强;而不溶于水的表面活性剂中,DNBSA对水的增溶能力最好。 最后讨论了以不同比例混合三种阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂CTAB体系的界面物理化学性质。阴/阳离子表面活性剂混合体系在适当的条件下,其水溶液中也可以不生成沉淀或无絮凝现象,表示出很好的溶解性。混合体系消除了同种电荷之间的斥力,十分有利于两类表面活性剂离子间的缔合,同时也就增加了疏水性。因此,在表面(或界面)上的吸附增加,也使胶束更容易形成,提高表面活性。


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