Gemini表面活性剂的合成与性能表征

论文摘要

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,离子头基间由于电性排斥作用而相互分离的倾向被大大削弱,极大地提高了表面活性。本文合成了一个系列的Gemini表面活性剂,即N,N′-双辛酰基乙二胺二乙磺酸钠、N,N′-双癸酰基乙二胺二乙磺酸钠、N,N′-双月桂酰基乙二胺二乙磺酸钠,用红外光谱和核磁共振作了结构表征,并对影响合成乙二胺双乙基磺酸钠和N,N′-双脂肪酰基乙二胺二乙磺酸钠反应的因素进行了讨论,找出了合成的最佳条件,中间体合成条件为乙烯磺酸钠与乙二胺的摩尔比为2.2:1,在50℃的回流温度下反应5h;N,N′-双辛酰基乙二胺二乙磺酸钠最佳合成条件为:水和丙酮的混合溶液为溶剂,中间体与辛酰氯的摩尔比为1:2.2,反应时间为5h,反应温度为10℃;N,N′-双癸酰基乙二胺二乙磺酸钠最佳合成条件为:水和丙酮的混合溶液为溶剂,中间体与癸酰氯的摩尔比为1:2.1,反应时间为5h,反应温度为10℃;N,N′-双月桂酰基乙二胺二乙磺酸钠最佳合成条件为:水和丙酮的混合溶液为溶剂,中间体与月桂酰氯的摩尔比为1:2.2,反应时间为6h,反应温度为30℃。测定了Gemini表面活性剂的表面张力、起泡性和稳泡性、Krafft点、乳化性和增溶性并进行了比较。结果表明本实验合成的Gemini表面活性剂的表面张力比传统表面活性剂低,所合成的Gemini表面活性剂的cmc值比传统表面活性剂低大约一个数量级,随着碳链增长,其cmc值降低。krafft点比传统表面活性剂低,并随着碳链增长,其krafft点增加;乳化性、起泡性和增溶性都随着碳链增长越来越好。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 Gemini表面活性剂研究背景
• 1.2 Gemini表面活性剂的结构性质
• 1.2.1 Gemini表面活性剂的结构
• 1.2.2 Gemini表面活性剂的性质
• 1.2.2.1 Gemini表面活性剂的表面活性
• 1.2.2.2 Gemini表面活性剂的力学性质
• 1.2.2.3 Gemini表面活性剂的胶束形态
• 1.2.2.4 协同作用
• 1.3 Gemini表面活性剂的合成进展
• 1.3.1 阳离子Gemini表面活性剂的合成
• 1.3.2 阴离子Gemini表面活性剂的合成
• 1.3.3 两性Gemini表面活性剂的合成
• 1.3.4 非离子Gemini表面活性剂的合成
• 1.4 离子型Gemini表面活性剂的合成中的分离提纯
• 1.5 Gemini表面活性剂的应用
• 第二章 课题背景及研究内容
• 2.1 课题背景
• 2.2 选题
• 2.3 Gemini表面活性剂合成路线研究
• 2.3.1 Gemini表面活性剂合成路线总结
• 2.3.2 磺酸盐型Gemini表面活性剂的合成路线设计
• 2.3.2.1 合成路线
• 2.3.2.2 合成路线分析
• 2.4 Gemini表面活性剂的分离与表征
• 2.4.1 Gemini表面活性剂的分离
• 2.4.2 Gemini表面活性剂的表征
• 2.5 研究内容
• 第三章 Gemini表面活性剂的合成与表征
• 3.1 中间体乙二胺双乙基磺酸钠的合成研究
• 3.1.1 实验试剂及主要仪器
• 3.1.2 实验步骤
• 3.1.3 分析方法
• 3.1.3.1 溴值测定
• 3.1.3.2 胺基的重氮化反应
• 3.1.4 结果与讨论
• 3.1.4.1 产物分析
• 3.1.4.2 物料配比对乙二胺双乙基磺酸钠产率的影响
• 3.1.4.3 反应温度对乙二胺双乙基磺酸钠产率的影响
• 3.1.4.4 反应时间对乙二胺双乙基磺酸钠产率的影响
• 3.1.4.5 催化剂对乙二胺双乙基磺酸钠产率的影响
• 3.1.4.6 阻聚剂对乙二胺双乙基磺酸钠产率的影响
• 3.1.4.7 产物乙二胺双乙基磺酸钠的结构表征
• 3.2 高级酰氯的合成
• 3.2.1 实验试剂及主要仪器
• 3.2.2 实验步骤
• 3.3 N,N′-双癸酰基乙二胺二乙磺酸钠的合成研究
• 3.3.1 实验试剂及主要仪器
• 3.3.2 实验步骤
• 3.3.3 结果与讨论
• 3.3.3.1 溶剂选择对目标产物产率的影响
• 3.3.3.2 中间体与癸酰氯量比对目标产物产率的影响
• 3.3.3.3 反应温度对目标产物产率的影响
• 3.3.3.4 反应时间对目标产物产率的影响
• 3.3.3.5 目标产物结构的分析
• 3.4 N,N′-双辛酰基乙二胺二乙磺酸钠的合成研究
• 3.4.1 实验试剂及主要仪器
• 3.4.2 实验步骤
• 3.4.3 结果与讨论
• 3.4.3.1 中间体与辛酰氯量比对目标产物产率的影响
• 3.4.3.2 反应温度对目标产物产率的影响
• 3.4.3.3 反应时间对目标产物产率的影响
• 3.4.3.4 目标产物结构的分析
• 3.5 N,N′-双月桂酰基乙二胺二乙磺酸钠的合成研究
• 3.5.1 实验试剂及主要仪器
• 3.5.2 实验步骤
• 3.5.3 结果与讨论
• 3.5.3.1 中间体与月桂酰氯量比对目标产物产率的影响
• 3.5.3.2 反应温度对目标产物产率的影响
• 3.5.3.3 反应时间对目标产物产率的影响
• 3.5.3.4 目标产物结构的分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 Gemini表面活性剂的性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 性能测定
• 4.2.2.1 表面张力
• 4.2.2.2 Krafft点
• 4.2.2.3 乳化性
• 4.2.2.4 起泡性与稳泡性
• 4.2.2.5 增溶性
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 表面张力
• 4.3.2 Krafft点
• 4.3.3 乳化性
• 4.3.4 起泡性与稳泡性
• 4.3.5 增溶性
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢