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含三嗪环阳离子Gemini表面活性剂的合成与性能研究

作　者: 张婷婷
导　师: 曹端林
学　校: 中北大学
专　业: 应用化学
关键词: 阳离子Gemini表面活性剂 合成 表面活性 应用性能
分类号: TQ423
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 73次
引　用: 2次
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内容摘要


不同于传统的单链单头基表面活性剂,Gemini型表面活性剂是由两个或两个以上相同或几乎相同的两亲分子,在其头基或靠近头基处由连接基团通过化学键连接在一起构成的。作为新一代表面活性剂,阳离子型Gemini表面活性剂由于具有生物降解性好,毒性小,性能卓越等特点,受到科研工作者的广泛关注。以三聚氯氰、脂肪胺（正己胺、正辛胺、十二胺）、二元胺、N,N-二甲基1,3-丙二胺以及氯基苄为原料,合成了6种阳离子Gemini表面活性剂Cn-m-Cn（n=6,8,12;m=2,3,4,6）,采用1H NMR、13C NMR、ESI-MS对目标产物进行了结构表征,并研究了其表面活性、胶束形成及表面吸附热力学、乳化、润湿、钙皂分散力、胶束聚集数等特性。分别采用表面张力法和电导率法测定了两个系列阳离子Gemini表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）,并测定了其最低表面张力。对于Cn-2-Cn系列Gemini表面活性剂,当疏水碳链长度由6增至12时,其CMC值由3.75×10-4mol/L降至5.30×10-6mol/L,γCMC值由33.8mN/m逐渐增大到45.5mN/m。对于C6-m-C6系列,当桥基碳链长度由2增至6时,其CMC先增大后减小,当桥基碳链长度是4时,CMC最低为3.71×10-5mol/L,其γCMC值随着联接基碳链长度的增长而增大。根据质量作用模型,计算了胶束形成自由能以及表面吸附吉布斯自由能。结果表明,表面活性剂胶束的形成过程和表面吸附过程均是自发进行的,且在气液界面吸附的趋势强于在水溶液内部形成胶束的趋势。对该类表面活性剂进行了应用性能测试,其中Cn-m-Cn表现出较差的润湿性能;但其乳化和钙皂分散性能好于传统的单链阳离子表面活性剂CTAB,适宜作为分散剂使用。其胶束聚集数较传统的单体表面活性剂要小。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-20
  1.1 表面活性剂的概述  9-11
    1.1.1 表面活性剂的分类  9-10
    1.1.2 表面活性剂的应用  10-11
    1.1.3 表面活性剂的发展方向  11
  1.2 Gemini 表面活性剂  11-13
    1.2.1 Gemini 表面活性剂的发展现状  11-12
    1.2.2 Gemini 表面活性剂的结构特点  12
    1.2.3 Gemini 表面活性剂的优越性  12-13
  1.3 季铵盐型Gemini 表面活性剂  13-18
    1.3.1 阳离子Gemini 表面活性剂的种类  13-15
    1.3.2 Gemini 表面活性剂的主要合成路线  15-16
    1.3.3 阳离子Gemini 表面活性剂的性质及应用  16-18
  1.4 本课题的研究意义与内容  18-20
第二章 新型阳离子Gemini 表面活性剂的合成  20-31
  2.1 实验试剂与仪器  20-21
    2.1.1 主要试剂及来源  20-21
    2.1.2 主要仪器  21
  2.2 实验方法  21-24
    2.2.1 合成路线  21-22
    2.2.2 合成方法  22-23
    2.2.3 反应进度监测  23-24
  2.3 产物结构表征  24-31
    2.3.1 ~1H NMR 谱图分析  24-26
    2.3.2 ~(13)C NMR 谱图分析  26-29
    2.3.3 ESI-MS 谱图分析  29-31
第三章 季铵盐阳离子Gemini 表面活性剂的性能研究  31-46
  3.1 实验试剂与仪器  31
    3.1.1 主要试剂及来源  31
    3.1.2 主要仪器  31
  3.2 实验方法  31-35
    3.2.1 表面张力的测定  31-32
    3.2.2 电导率的测定  32
    3.2.3 润湿性能的测定  32-33
    3.2.4 乳化性能的测定  33-34
    3.2.5 钙皂分散力的测定  34
    3.2.6 胶束聚集数的测定  34-35
  3.3 结果与讨论  35-46
    3.3.1 表面活性  35-38
    3.3.2 胶束形成及表面吸附热力学  38-42
    3.3.3 润湿、乳化、钙皂分散性能的测定  42-43
    3.3.4 胶束聚集数的测定  43-46
第四章 结论与展望  46-48
  4.1 结论  46-47
  4.2 展望  47-48
附图  48-52
参考文献  52-56
攻读硕士学位期间取得的研究成果  56-57
致谢  57

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 试剂与纯化学品的生产 > 表面活性剂
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