【摘要】：相比較于傳統(tǒng)的單鏈表面活性劑,低聚表面活性劑由于其特殊的分子結(jié)構(gòu),具有更高的表面活性以及更低的臨界膠束濃度,具有更廣闊的應(yīng)用前景。目前,人們對(duì)季銨鹽型Gemini(二聚)表面活性劑研究較多,但關(guān)于其三聚、四聚乃至更高聚合度的表面活性劑報(bào)道研究較少。本課題組依據(jù)以往合成Gemini表面活性劑的經(jīng)驗(yàn),借鑒Gemini表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以季戊四醇為核,合成了樹枝狀的季銨鹽型四聚表面活性劑(4Cntetra Q,n=12,14,16),并研究其物化性能和應(yīng)用性能,其主要內(nèi)容以及研究結(jié)果如下:1.以季戊四醇、環(huán)氧氯丙烷、叔胺為原料合成了一系列的季銨鹽型四聚表面活性劑,同時(shí),通過熔點(diǎn)測(cè)定了其純度,并利用紅外光譜、核磁共振等現(xiàn)代精密儀器對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,分析結(jié)果與分子的理論結(jié)構(gòu)一致;2.測(cè)定了4Cntetra Q的溶解度以及克拉夫特點(diǎn),其中4C12tetra Q和4C14tetra Q相比較于4C16tetra Q具有更好的溶解度以及更低的克拉夫特點(diǎn),這說明它們有更廣泛的應(yīng)用范圍;3.在25℃下,用QBZY-2全自動(dòng)表面張力儀通過鉑金版法測(cè)定了4C12tetra Q、4C14tetra Q、4C16tetra Q三種表面活性劑的表面張力和臨界膠束濃度(cmc),其中cmc分別為0.37mmol/L,0.046mmol/L,0.00547mmol/L,相比較于單鏈表面活性劑DTAB(15.7 mmol/L),具有更高的表面活性劑;4.通過分水時(shí)間法測(cè)定了4Cntetra Q對(duì)液體石蠟的乳化效果,結(jié)果表明4Cntetra Q的乳化能力比傳統(tǒng)的單鏈表面活性劑(DTAB)更強(qiáng),另外烷基鏈長(zhǎng)度為16的低聚表面活性劑乳化性能最好;5.通過Ross-miles法測(cè)定了4Cntetra Q起泡性和穩(wěn)泡性,并與單鏈表面活性劑DTAB的乳化性能對(duì)比,結(jié)果表明4Cntetra Q泡沫性能比DTAB更好;6.測(cè)定了不同溫度下4CntetraQ的電導(dǎo)率,并通過電導(dǎo)率和濃度的關(guān)系曲線得到反離子結(jié)合度(β)和臨界膠束濃度(cmc),25℃下測(cè)得的cmc與鉑金板法測(cè)得的cmc值一致;研究了cmc與表面活性劑分子結(jié)構(gòu)、溫度的關(guān)系,結(jié)果表明碳鏈越長(zhǎng),溫度越低,cmc值越低;研究了4Cntetra Q在水溶液中的膠束化行為,結(jié)果表明4C12tetra Q、4C14tetra Q、4C16tetra Q三種表面活性劑在水溶液中的膠束化過程是自發(fā)的,并且,隨著疏水烷基鏈長(zhǎng)度的增加,ΔGo mic逐漸降低;7.在25℃,通過穩(wěn)態(tài)熒光探針法測(cè)定季銨鹽型四聚表面活性劑的cmc值和膠束聚集數(shù),其中cmc值與鉑金板法和電導(dǎo)率法測(cè)定的cmc值一致;8.通過絕跡稀釋法重點(diǎn)探究了4C12tetra Q對(duì)油田污水中的硫酸鹽還原菌(SRB)的殺菌性能,結(jié)果表明,相比較于傳統(tǒng)的殺菌劑“1227”,在濃度均為15 mg/L時(shí),4C12tetra Q的殺菌率遠(yuǎn)高于1227,高達(dá)95.1%;9.通過失重法、電化學(xué)法等重點(diǎn)考察了4C12tetra Q的緩蝕性能,結(jié)果表明,4C12tetra Q在A3碳鋼表面的吸附符合朗格繆爾吸附模型;在4C12tetra Q的濃度為45mg/L時(shí),緩蝕效率達(dá)到95.8%;通過掃描電子顯微鏡(SEM)等現(xiàn)代精密儀器從微觀角度證明了4C12tetra Q的高緩蝕性能。
【圖文】：

機(jī)化合物[1-3]。它們通常是兩性化合物，即分。在水溶液中，由于其疏水基團(tuán)的相互作用，生有序的排列，從而降低水的表面張力。但時(shí)，由于離子頭基之間電荷斥力、由水化作們很難在氣液界面緊密地排列[5-7]。為了從根團(tuán)將離子頭基，通過共價(jià)鍵作用使表面活性聚表面活性劑更高的表面活性和更廣泛的實(shí)聚合度的表面活性劑的開發(fā)與合成成為人們的劑的簡(jiǎn)介劑是由聯(lián)接基團(tuán)通過化學(xué)鍵將兩個(gè)或者兩個(gè)化合物，是介于單鏈表面活性劑和聚合物表若表面活性劑分子含有一個(gè)聯(lián)接基團(tuán)、兩個(gè)表面活性劑被人們稱之為二聚表面活性劑，，也991年首次合成雙烷基雙親水基表面活性劑，來。如圖 1-1：

Zana[9]課題組以甲胺為原料合成了季銨鹽型三聚表面活性劑 (圖1-2)；Regen 課題組[10]以苯環(huán)為原料，合成了季銨鹽型四聚表面活性劑(圖 1-3)。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O647.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2593219