多聚季銨鹽表面活性劑的合成與性能研究.pdf

1、本文以短鏈叔胺和溴代烷為原料,異丙醇為溶劑,通過季銨化反應合成了兩個系列的多聚季銨鹽表面活性劑(m-2-m型和m-2-m-2-m型,m=12、14、16、18),并對其表面化學性能和應用性能進行了研究。
　　 以四甲基乙二胺分別和RBr(R=C12H25、C14H29、C16H33、C18H37)反應合成m-2-m型二聚季銨鹽表面活性劑；以五甲基二乙烯三胺分別和RBr(R=C12H25、C14H29、C16H33、C18H37)

2、反應合成m-2-m-2-m型三聚季銨鹽表面活性劑。通過測定產率隨時間的變化關系,確定出較佳的反應時間為:m-2-m型為26～28h,m-2-m-2-m型為40～44h,產率均大于75％。通過溴酚藍兩相滴定法測活性物含量確定了產品的純度,純化后活性物含量均在95％以上。采用IR、MS、1HNM-R等手段對產物進行了結構表征,結果表明合成產物為目標產物。
　　 通過滴體積法測定了多聚季銨鹽表面活性劑在45℃時的表面張力,結果表明:八

3、種產品均具有很強的表面吸附能力和膠束生成能力。二聚、三聚季銨鹽表面活性劑的cmc分別為1.10×10-4～1.03×10-3mol·L-1和4.90×10-5～7.99×10-4mol·L-1,γcmc分別為31.39～45.05mN·m-1和37.42～43.96 mN·m-1,C20分別為6.40×10-5～2.96×10-4mol·L-1和8.00×10-6～2.42×104 mol·L-1。隨著碳鏈長度由12延長至18,cmc、

4、C20逐漸減小,γcmc略有增大。因此,隨著烷基鏈長度增加,多聚季銨鹽表面活性劑形成膠束的能力增強,降低表面張力的效率增大,降低表面張力的效能降低。飽和吸附量I-∞均為正吸附,且隨著碳鏈增長,I-∞減小,Acmc增大。表面張力法、電導法、熒光探針法三種方法測定cmc的結果基本吻合,表面張力法與電導法測得的cmc數(shù)值較為接近；與傳統(tǒng)表面活性劑CTAB相比,多聚季銨鹽表面活性劑的cmc降低了1～2個數(shù)量級,表明其具有更高的表面活性?？疾炝藴?/p>

5、度對多聚季銨鹽表面活性劑表面化學性能的影響,發(fā)現(xiàn)隨著溫度升高,cmc增大,C20減小,γcmc減小,I-∞減小,Acmc增大。膠團化熱力學計算結果表明,多聚季銨鹽表面活性劑的膠團化為熵驅動的自發(fā)過程,且升高溫度有利于膠團化過程進行。泡沫性能測定結果表明,隨著烷基鏈長增加,多聚季銨鹽表面活性劑的發(fā)泡性逐漸降低,穩(wěn)泡性逐漸增強；鏈長為C12的多聚季銨鹽產品具有與單季銨鹽DTAB相當?shù)陌l(fā)泡性和更強的泡沫穩(wěn)定性。
　　 通過紫外-可見光

6、譜法研究了多聚季銨鹽表面活性劑與兩種陰離子偶氮染料甲基橙(MO)、剛果紅(CR)在水溶液中的相互作用。加入多聚季銨鹽表面活性劑后,兩種染料的紫外-可見吸收光譜均發(fā)生了明顯變化。當表面活性劑濃度遠低于cmc時,表面活性劑一染料聚集體的形成使得吸收帶藍移并伴隨著吸光度下降；進一步增加表面活性劑濃度至cmc附近時,引起染料增溶于表面活性劑膠束的特征吸收,染料所處微環(huán)境的變化使得吸收帶藍移距離減小甚至出現(xiàn)紅移現(xiàn)象,并伴隨著吸光度增大。多聚季銨鹽