發(fā)布時間：2020-06-21 20:22

【摘要】：Gemini表面活性劑由兩個傳統(tǒng)的單親水頭基和兩個單疏水烷基鏈在親水基或靠近親水基處通過連接基連接起來的新型表面活性劑。與傳統(tǒng)單鏈表面活性劑相比,Gemini表面活性劑具有更高的表面活性、更低的臨界膠束濃度(cmc),廣泛應(yīng)用于基因傳輸、藥物靶向、新材料制備及分子自組裝等領(lǐng)域。近年來隨著國內(nèi)煤制乙二醇技術(shù)的成熟化,乙二醇的產(chǎn)量逐年大幅度增加,因此非常有必要針對乙二醇下游產(chǎn)品的精細(xì)化開展相關(guān)基礎(chǔ)、應(yīng)用研究,而以乙二醇為原料合成Gemini表面活性劑是實現(xiàn)乙二醇精細(xì)轉(zhuǎn)化的有效途徑之一�；谏鲜鲈�,本文以乙二醇為起始原料合成了系列新型乙二醇基Gemini表面活性劑,主要研究內(nèi)容如下:論文設(shè)計了乙二醇酯基型季銨鹽Gemini表面活性劑、乙二醇羥基型季銨鹽Gemini表面活性劑和乙二醇磺酸鹽型Gemini表面活性劑三種乙二醇基Gemini表面活性劑的合成路線,并對系列產(chǎn)物的合成進(jìn)行了探索研究。通過實驗,成功合成了六種乙二醇酯基型季銨鹽Gemini表面活性劑。在打通合成路線的基礎(chǔ)上,對乙二醇酯基型季銨鹽Gemini表面活性劑的合成反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化,采用核磁共振對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。采用表面張力儀測定了系列乙二醇酯基型季銨鹽Gemini表面活性劑溶液的表面張力,并通過cmc、γ_(cmc)等參數(shù)對表面活性劑的性質(zhì)進(jìn)行了評價。研究發(fā)現(xiàn),系列乙二醇酯基型季銨鹽表面活性劑溶液的表面張力(γ_(cmc))均隨濃度的增大呈先下降后趨于穩(wěn)定,而臨界膠束濃度均隨疏水鏈的增長而減小。疏水鏈的長度對表面張力有一定影響,當(dāng)疏水烷基碳鏈為14時,γ_(cmc)最小,其表面活性最高。采用平衡接觸角測量儀測定了系列乙二醇酯基型季銨鹽Gemini表面活性劑溶液在石蠟、聚四氟乙烯、蘿呮葉三種固體表面的平衡接觸角,并結(jié)合cmc、γ_(cmc)等數(shù)據(jù)得到粘附功、浸濕功、鋪展系數(shù)等參數(shù),以此評價系列表面活性劑在三種固體表面的潤濕性能。系列乙二醇酯基型季銨鹽Gemini表面活性劑溶液在石蠟、聚四氟乙烯、蘿呮葉表面的平衡接觸角均隨表面活性劑溶液濃度的增大而下降,最后趨于穩(wěn)定。系列表面活性劑溶液在聚四氟乙烯膜和蘿呮葉表面的接觸角變化不大,但14-2-14型乙二醇基Gemini表面活性劑溶液可使蘿呮葉表面由疏水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性;系列表面活性劑在石蠟表面的接觸角變化較大,且六種均能使石蠟表面由疏水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性。在六種乙二醇基Gemini表面活性劑中,14-2-14的表面活性最好。采用動態(tài)接觸角測量儀測定了系列乙二醇酯基型季銨鹽Gemini表面活性劑溶液在石蠟、聚四氟乙烯、荷葉三種固體表面的動態(tài)接觸角,研究發(fā)現(xiàn)乙二醇酯基型季銨鹽Gemini表面活性劑溶液在三種固體表面的動態(tài)接觸角均隨時間的延長而逐漸下降,最后趨于穩(wěn)定。14-2-14對聚四氟乙烯膜和石蠟?zāi)さ臐櫇裥Ч詈?而12-2-12、14-2-14對荷葉葉面潤濕效果較好。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ423
【圖文】：

圖 1-2 陰離子表面活性劑在帶正電荷固體表面上吸附. 1-2 Anionic surfactant adsorbs on the surface of a positively chaaria 等[16]指出表面活性劑的特征之一是傾向于以定向排油基團(tuán)朝向空氣）吸附在表/界面上。研究表明：（1）定了許多工業(yè)過程中表面活性劑的性能，如礦石浮選制和去污力等；（2）表面活性劑分子在表/界面處的定吸附的影響，其在表/界面處的吸附行為取決于相互之共價鍵、氫鍵、疏水鍵和各種物質(zhì)的溶劑化等。溶質(zhì)部濃度或表面濃度增加，當(dāng)相互作用增強(qiáng)時，局部濃稱為表面過量[17-18]。hu 等[19]發(fā)現(xiàn)表面活性劑溶液在固體表面的吸附通常表性物質(zhì)通過表面活性劑分子和固體界面之間的相互作作用）被吸附；第二步，表面活性物質(zhì)通過吸附的表

而對表面活性劑的性能進(jìn)行評價。實際生產(chǎn)中對農(nóng)作物進(jìn)行大面積噴灑農(nóng)藥溶液時，有些農(nóng)作物葉片不易粘附農(nóng)液滴，使大量農(nóng)藥不但不能發(fā)揮作用，而且造成環(huán)境污染。荷葉（Lotus Leaf，簡寫LL）是植物中最典型的超疏水表面，水滴在荷葉表面呈球形，基本無法潤濕。與荷表面類似極難潤濕的疏水性植物表面還有蘿呮葉（Metaplexis Leaf，簡寫為 ML），其面在微觀上具有粗糙結(jié)構(gòu)并具有非極性角質(zhì)層蠟，疏水性較強(qiáng)。故本文選擇蘿呮葉荷葉兩種強(qiáng)疏水性植物表面為研究對象，通過考察系列乙二醇基 Gemini 表面活性在種表面的潤濕情況，對表面活性劑的性能進(jìn)行評價，并期望擴(kuò)展自行合成的系列表活性劑在農(nóng)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。在實驗中將水滴到石蠟、聚四氟乙烯、荷葉、蘿呮葉表面，水均不能在四種表潤濕、鋪展，而是以液滴形式存在，具體見 1-9～圖 1-12。在 25oC 條件下，實驗測蒸餾水在石蠟、聚四氟乙烯、蘿呮葉、荷葉表面上的平衡接觸角分別為 123.1o、141156o、161.5o說明四種表面均為疏水性表面。

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本文編號：2724590