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非对称Bola型表面活性剂合成及性能研究
作 者: 姜宇嵘
导 师: 李宗石
学 校: 大连理工大学
专 业: 精细化工
关键词: Bola型表面活性剂 油酸 烷基化反应 洗涤力
分类号: TQ423
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
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内容摘要
Bola型表面活性剂,其结构特点是一个疏水部分连接两个亲水部分,作为一类新型的、具有特殊性能的表面活性剂,近十多年来引起了科研人员的广泛关注。而芳基烷基磺酸盐是一类很好的三次采油用表面活性剂,其合成以α-烯烃为原料,随着石油资源日益枯竭,α-烯烃价格昂贵。基于以上背景,本课题以可再生资源油酸替代α-烯烃为主要原料,在油酸分子上引入芳基,后磺化引入磺酸基,得到新型芳基油酸类的非对称Bola型表面活性剂。由于油酸价格低廉,并属于可再生资源,在可持续发展的意义上具有良好前景。此化合物的结构属于非对称Bola型表面活性剂,还和洗涤剂主要原料十二烷基苯磺酸盐结构相似,合成工艺类同,期待其具有良好的表面活性,从而具有较好的工业化前景。本课题选定某磺酸类催化剂催化烷基化反应,确立了非对称Bola型表面活性剂的合成路线,并进行了重结晶提纯。通过催化剂的回收及其循环利用,进一步降低了成本。反应过程中,运用气相色谱法及气质联用法分析得出了烷基化产物组成,并探索了各工艺条件对烷基化产物组成的影响,通过改变反应条件实现了烷基化产物芳基油酸含量的提高。最后分析确定了合成的非对称Bola型表面活性剂粗产品的各组分及其含量,为进一步探讨其应用性能奠定基础。对合成的非对称Bola型表面活性剂产品进行了性能测试。Bola重结晶产品及粗产品均能使表面张力降到较低值,表面张力曲线均出现两折点,符合Bola型表面活性剂特点;Bola重结晶产品与粗产品界面张力值在一定条件下可达到超低界面张力10-3mN/m,但平衡界面张力值均较高;Bola产品的增溶能力优于传统表面活性剂,粗产品增溶效果更佳。在洗涤应用领域,Bola粗产品洗涤力强于LAS工业产品,起泡性低于LAS工业品,钙皂分散力相对较LAS工业品差,此产品有望成为低泡高效的新型洗涤剂。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-10 引言 10-11 1 文献综述 11-29 1.1 Bola型表面活性剂概述 11-14 1.1.1 Bola分子及其结构特点 11-12 1.1.2 Bola型表面活性剂溶液的表面张力性质 12-13 1.1.3 Bola型表面活性剂胶团及囊泡性质 13-14 1.2 非对称Bola型表面活性剂及其研究进展 14-19 1.2.1 非对称Bola型表面活性剂 14-15 1.2.2 非对称Bola型表面活性剂化合物的研究进展 15-19 1.3 表面活性剂在三次采油中的应用及研究现状 19-24 1.3.1 表面活性剂在三次采油中的应用 20-21 1.3.2 复合驱用表面活性剂及其研究现状 21-24 1.3.3 三次采油用表面活性剂的发展趋势 24 1.4 选题的背景及意义 24-27 1.4.1 课题产生的背景 24-25 1.4.2 目标分子及其合成路线的设计 25-27 1.4.3 课题的理论意义和应用价值 27 1.5 课题工作的研究内容和技术措施 27-29 2 非对称Bola型表面活性剂的合成及工业化研究 29-53 2.1 初步反应条件的确定及目标化合物的合成 29-32 2.1.1 非对称Bola型表面活性剂合成路线的确定 29-30 2.1.2 合成路线中反应条件的初步控制 30 2.1.3 非对称Bola型表面活性剂的结构表征 30-32 2.2 分析方法的建立及产物组成的确定 32-39 2.2.1 分析方法的建立及芳基油酸含量的测定 32-33 2.2.2 烷基化产物组成的确定 33-39 2.3 催化剂的选定及其回收利用 39-40 2.4 影响产物组成的工艺条件研究 40-43 2.5 非对称Bola型表面活性剂粗产品组分分析 43-47 2.5.1 无机硫酸盐含量测定 43-44 2.5.2 磺酸盐含量测定 44-45 2.5.3 剩余组分的分析 45-47 2.6 小结 47-48 2.7 实验部分 48-53 2.7.1 主要仪器和试剂 48-49 2.7.2 非对称Bola型表面活性剂的合成 49-50 2.7.3 电喷雾质谱分析 50 2.7.4 烷基化产物芳基油酸含量的测定 50-51 2.7.5 无机硫酸盐含量的测定 51 2.7.6 磺酸盐含量的测定 51-53 3 非对称Bola型表面活性剂的性能研究 53-75 3.1 表面张力测试 53-56 3.1.1 重结晶产品表面张力 53-55 3.1.2 粗产品表面张力 55-56 3.2 界面张力测试 56-63 3.2.1 重结晶产品界面张力 56-59 3.2.2 粗产品界面张力 59-63 3.3 增溶能力测试 63-66 3.3.1 重结晶产品增溶能力 63-65 3.3.2 粗产品增溶能力 65-66 3.4 洗涤领域性能研究 66-71 3.4.1 洗涤力测试 66-68 3.4.2 起泡性测试 68-70 3.4.3 钙皂分散力测试 70-71 3.5 小结 71 3.6 实验部分 71-75 3.6.1 主要仪器和试剂 71-72 3.6.2 表面张力测试 72 3.6.3 界面张力测试 72-73 3.6.4 增溶能力测试 73 3.6.5 洗涤力测试 73 3.6.6 钙皂分散力测试 73-74 3.6.7 起泡性测试 74-75 结论 75-76 参考文献 76-81 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 81-82 致谢 82-83
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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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