酚醚硫酸盐的合成及性能研究

论文摘要

壬基酚醚硫酸酯钠盐（NPEnS）表面活性剂,因其特殊的非-阴离子分子结构,具有较强的润湿力、抗硬水能力和较好的发泡力等优良性能。本文以系列壬基酚聚氧乙烯（n）醚为原料,经氨基磺酸硫酸化制备得到乙氧基（EO）数n分别为3、4、5、6、7和8的非-阴离子表面活性剂NPEnS的系列样品;分别从表面活性剂的基本性质、应用性能和水解行为等角度,比较系统地考察了NPEnS分子结构与性质的构效关系,从而为开发NPEnS的应用新领域和分子结构改造提供基础信息。分别采用表面张力曲线法、荧光探针法测定了NPEnS的临界胶束浓度（cmc）、饱和吸附量（Γm）、胶束聚集数（Nm）等表面活性剂溶液物理化学的基本性质参数,同时也测定了系列NPEnS的应用性能（包括:泡沫、润湿、耐高价金属离子、增溶和油水界面张力等）,此外,考察了不同pH条件下系列NPEnS样品的水解行为;在此基础上对NPEnS的分子结构与性能之间的构效关系进行了初步归纳。在本文实验条件下的研究结果表明:随着EO链段长度增加,cmc、pC20、Γm和cmc/C20等表面活性参数减小,润湿性能增强,发泡力降低,酸催化水解速率常数减小,而γcmc和分子截面积Am增大,而胶束平均聚集数Nm、胶束微环境的极性,泡沫稳定性却变化不大,耐金属离子稳定性增加,与壬烷的油水界面张力增加和钙皂分散力增加。按照NPEnS:0.075 %;重烷基苯磺酸钠:0.3 %;聚乙二醇:0.3 %;和碳酸钠0.5 %的浓度复配,随EO片段由3到8,复配后的油水界面张力由4.8×10-3 mN·m-1增加到9.8×10-3 mN·m-1,加入NPEnS可以使重烷基苯磺酸钠的耐金属离子能力明显提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 立题依据和意义
• 1.2 非-阴离子表面活性剂
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 系列NPEnS 样品的制备
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要化学试剂与仪器
• 2.1.2 NPEnS 的合成方法
• 2.1.3 NPEnS 的分离与提纯
• 2.1.4 NPEnS 的定量和定性表征
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 反应物料组成体系的设计与选择
• 2.2.2 反应时间对得率的影响
• 2.2.3 外加溶剂对得率的影响
• 2.2.4 NPEnS 的定量分析和结构表征
• 2.3 本章小结
• 第三章 NPEnS 的性能研究及其构效关系
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要化学试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 性能测试
• 3.2.1 表面张力曲线法测定γcmc 和cmc
• 3.2.2 稳态荧光法测定cmc
• 3.2.3 润湿力
• 3.2.4 泡沫
• 3.2.5 胶束聚集数Nm
• 3.2.6 水解
• 3.2.7 钙皂分散力
• 3.2.8 增溶
• 3.2.9 界面张力
• 3.2.10 耐高价金属离子稳定性
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 n 与cmc、γcmc、pC20、Γ∞、Am的关系
• 3.3.2 n 与润湿力和泡沫性能的关系
• 3.3.3 n 与Nm 的关系
• 3.3.4 n 与水解性的关系
• 3.3.5 n 与增溶能力和钙皂分散力的关系
• 3.3.6 界面张力
• 3.3.7 耐高价金属离子稳定性
• 3.4 本章小结
• 第四章 全文总结论与展望
• 4.1 全文总结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文