新型阳离子沥青乳化剂的合成与性能表征

论文摘要

本文主要合成了几种阳离子沥青乳化剂,详细研究了合成条件对反应产率的影响,得到了合成最佳工艺条件。利用红外光谱对产物结构进行了鉴定,并对它们的乳化性能进行了测试。以烷基二胺、氯乙酸为原料经一步反应合成出N-乙酸基-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐系列沥青乳化剂,并利用红外光谱对产物结构进行了鉴定。详细研究了合成条件对N-乙酸基-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐合成反应的影响,得出了合成最佳工艺条件。利用表面张力法,测定了该系列乳化剂的临界胶束浓度（CMC）和在临界胶束浓度下的表面张力σC。乳化性能测试表明,该系列乳化剂具有很好的乳化能力,但是沥青乳液的稳定性能不好。以烷基二胺、环氧丙烷和氯乙酸为原料经两步反应合成出N,N-（2-羟基丙基）（乙酸基）-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐系列阳离子沥青乳化剂,并利用红外光谱对产物结构进行了鉴定。详细研究了合成条件对N,N-（2-羟基丙基）（乙酸基）-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐合成反应的影响,得出了合成最佳工艺条件。利用表面张力法,测定了该系列乳化剂的临界胶束浓度（CMC）和在临界胶束浓度下的表面张力σC。乳化性能测试表明,该系列乳化剂的乳化能力强、乳液性质稳定,破乳速度适中,为慢裂快凝型阳离子沥青乳化剂。采用十八胺和丙烯酸为原料合成了十八烷基胺基丙酸系列沥青乳化剂。详细研究了合成条件对十八烷基胺基丙酸反应产率的影响,得出了合成最佳工艺条件。并利用红外光谱对产物结构进行了鉴定。利用表面张力法,测定了该乳化剂的临界胶束浓度（CMC）和在临界胶束浓度下的表面张力σC。乳化性能测试表明,该系列乳化剂具有良好的乳化能力,但是乳化沥青的贮存稳定性不好。以硬脂酸、环氧氯丙烷、二甲胺和氯乙酸为原料,经三步反应合成了新型甜菜碱型乳化剂硬脂酸-3-（N,N,N-二甲基乙酸基氯化铵）-2-羟基丙基酯。利用在线反应红外光谱对硬脂酸-3-（N,N-二甲基胺基盐酸盐）-2-羟基丙基酯合成反应过程进行了研究,得到了一系列特征官能团吸收峰随反应进程变化的谱图,以及反应物消耗和产物生成的实时信息。探讨了碱性催化剂的加入对合成反应的影响,实验表明,NaOH比KOH催化效果好,并可抑制副反应的发生;适量催化剂的加入有利于反应的进行。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 问题的提出
• 1.2 乳化沥青及其应用
• 1.3 沥青乳化剂及其国内外发展现状
• 1.4 当前存在的问题
• 1.5 本论文的主要研究内容及创新点
• 第二章 实验部分
• 2.1 试剂及仪器
• 2.2 N-乙酸基-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐系列乳化剂的合成
• 2.3 N,N-（2-羟基丙基）（乙酸基）-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐系列的合成
• 2.4 十八烷基胺基丙酸系列乳化剂的合成
• 2.5 硬脂酸-3-（N,N,N-二甲基乙酸基氯化铵）-2-羟基丙基酯的合成
• 2.6 乳化剂含量的测定方法
• 2.7 FTIR分析
• 2.8 产品表面活性的测定
• 2.9 乳化剂性能测试
• 第三章 N-乙酸基-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐系列乳化剂的合成与性能测试
• 3.1 N-乙酸基-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐
• 3.2 N,N-二乙酸基-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐
• 3.3 N,N-二乙酸基-N′,N′-乙酸基十八烷基丙撑二胺盐酸盐
• 3.4 N,N-二乙酸基-N′,N′,N′-二乙酸基十八烷基丙撑二胺盐酸盐
• 第四章 N,N-（2-羟基丙基）（乙酸基）-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐系列乳化剂的合成与性能测试
• 4.1 N,N-（2-羟基丙基）（乙酸基）-N′-十八烷基丙撑二胺盐酸盐
• 4.2 N,N-（2-羟基丙基）（乙酸基）-N′,N′-十八烷基乙酸基丙撑二胺盐酸盐
• 4.3 N,N,N-（2-羟基丙基）（二乙酸基）-N′,N′-十八烷基乙酸基丙撑二胺盐酸盐
• 4.4 N,N,N-（2-羟基丙基）（二乙酸基）-N′,N′,N′-十八烷基二乙酸基丙撑二胺盐酸盐
• 第五章 十八烷基胺基丙酸沥青乳化剂的合成与性能测试
• 5.1 十八烷基胺基丙酸
• 5.2 十八烷基二丙酸基叔胺
• 第六章 在线红外对硬脂酸-3-（N,N,N-二甲基乙酸基氯化铵）-2-羟基丙基酯合成反应过程的研究
• 6.1 硬脂酸-3-（N,N,N-二甲基乙酸基氯化铵）-2-羟基丙基酯的合成
• 6.2 结果与讨论
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表