三联阴离子表面活性剂的合成及性能研究

论文摘要

本论文对三联硫酸酯型阴离子表面活性剂（Ⅲ-12S）的合成、表面化学性能、盐效应、胶团热力学、复配性能和应用性能展开了研究。以甘油、环氧氯丙烷、十二醇、氯磺酸等为主要原料,经过醚化、开环、硫酸化反应,合成了Ⅲ-12S;并运用红外、质谱和元素分析对其进行结构表征,两相滴定法测得活性物含量为98.46%。30℃,0.2 mol·L-1NaCl条件下,吊环法测得Ⅲ-12S的临界胶团浓度（cmc）和临界表面张力（γcmc）分别为4.266×10-5mol/L和28.68 mN/m。计算得最大吸附量（Γmax）=2.39μmol/m2,最小吸附面积（Amin）=0.69nm2,表现出良好的表面化学性质。计算了Ⅲ-12S溶液的胶团化热力学函数,结果表明,其形成胶团的过程为熵驱动。采用稳态荧光探针法测定了Ⅲ-12S分子在溶液中的胶团化有序聚集状态。结果发现:30℃时Ⅲ-12S的临界胶团聚集数为12且其随温度变化不大。研究了Ⅲ-12S与非离子表面活性剂AEO9的复配性能。运用正规溶液理论计算表面活性剂分子间的相互作用参数β,并且运用判定标准判定了它们的协同效应情况。结果表明,复配体系与单一体系相比,具有更低的cmc和降低表面张力的效率,表现出协同效应。测定了Ⅲ-12S以及其复配体系的应用性能,结果表现出良好的泡沫、增溶以及抗硬水的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 低聚表面活性剂研究进展
• 1.2 低聚表面活性剂的合成研究进展
• 1.2.1 阳离子低聚表面活性剂的合成
• 1.2.2 阴离子低聚表面活性剂的合成
• 1.2.3 非离子型低聚表面活性剂合成进展
• 1.2.4 两性离子型低聚表面活性剂合成进展
• 1.3 低聚表面活性剂的性能
• 1.3.1 低聚表面活性剂的表面化学性能
• 1.3.2 低聚表面活性剂在水溶液表面的吸附
• 1.3.3 低聚表面活性剂的复配性能
• 1.3.4 水溶性
• 1.3.5 增溶性
• 1.3.6 流变性
• 1.4 低聚表面活性剂的应用
• 1.4.1 在生物领域的应用
• 1.4.2 在三次采油领域的应用
• 1.5 本文研究内容
• 第二章 三联阴离子表面活性剂的合成与表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要试剂与仪器
• 2.1.2 合成原理
• 2.1.3 合成方法
• 2.1.4 中间体及产品的分析与表征
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 中间体Ⅰ的表征
• 2.2.2 中间体Ⅱ的表征
• 2.2.3 产品Ⅲ-12S 的表征
• 2.3 小结
• 第三章 三联阴离子表面活性剂Ⅲ—12S的NaCl 效应及胶团热力学
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂及仪器
• 3.1.2 表面活性剂溶液反离子结合度的测定
• 3.1.3 表面张力的测定
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 Ⅲ—12S 溶液的反离子结合度
• 3.2.2 NaCl 浓度对Ⅲ—12S 溶液表面张力的影响
• 3.2.3 Ⅲ—12S 溶液的表面化学性质
• 3.2.4 三联硫酸酯表面活性剂Ⅲ—12S 溶液的胶团化热力学函数的计算
• 3.3 小结
• 第四章 三联阴离子表面活性剂溶液聚集体系的研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要试剂及仪器
• 4.1.2 荧光探针法测量微极性
• 4.1.3 胶团聚集数的测定原理
• 4.1.4 胶团聚集数的测定方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 荧光光度计合适仪器参数的确定
• 4.2.2 合适的猝灭剂的浓度的确定
• 4.2.3 表面活性剂溶液温度对胶团聚集数的影响
• 4.2.4 临界胶团聚集数的计算
• 4.2.5 微极性的测定
• 4.3 小结
• 第五章 三联阴离子表面活性剂复配体系的研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 主要试剂与仪器
• 5.1.2 实验方法
• 5.1.3 表面活性剂复配体系相互作用参数的计算
• 5.1.4 复配表面活性剂协同效应的判定
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 Ⅲ-12S 与AEO9 复配溶液的表面化学性质
• 5.2.2 表面活性剂复配体系的相互作用
• 5.3 小结
• 第六章 三联表面活性剂及其复配体系应用性能的研究
• 6.1 实验部分
• 6.1.1 试剂及仪器
• 6.1.2 测定方法
• 6.2 实验结果与讨论
• 6.2.1 泡沫性
• 6.2.2 润湿性
• 6.2.3 乳化性
• 6.2.4 增溶性
• 6.2.5 钙皂分散力
• 6.2.6 在硬水中的稳定性
• 6.3 小结
• 第七章 总论
• 7.1 三联阴离子表面活性剂的合成与表征
• 7.2 三联阴离子表面活性剂Ⅲ—12S 的NaCl 效应及胶团热力学
• 7.3 三联阴离子表面活性剂溶液的聚集体系的研究
• 7.4 三联阴离子表面活性剂复配体系的研究
• 7.5 三联表面活性剂及其复配体系应用性能的研究
• 致谢
• 参考文献
• 硕士阶段发表论文清单