本文關(guān)鍵詞：哌嗪Gemini陽離子表面活性劑的合成及其性能研究

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【摘要】：Gemini表面活性劑相比于傳統(tǒng)表面活性劑因能更好的降低表面張力、具有更低的臨界膠束濃度值(CMC)以及優(yōu)良的流變性能而受到越來越廣泛的關(guān)注。本文針對此類表面活性劑表現(xiàn)出的特殊性質(zhì),利用易得原料及簡單工藝,實現(xiàn)一種新型Gemini表面活性劑的制備。本文利用哌嗪、環(huán)氧氯丙烷、二甲基十八烷基胺、二甲基十六烷基胺以及二甲基十二烷基胺為主要原料,通過兩步合成法合成了一系列陽離子Gemini型表面活性劑Cn-pi-Cn(n=18,16,12),利用紅外光譜(FTIR)、質(zhì)譜(MS)以及核磁共振(1H NMR)對其結(jié)構(gòu)進行表征,并探索出最佳合成路線及工藝條件。在所合成產(chǎn)物的基礎(chǔ)上,重點考察哌嗪連接基所產(chǎn)生的位阻效應(yīng)對Gemini表面活性劑表面性能的影響。利用溴酚藍實驗對目標Gemini表面活性劑進行陽離子性的測定,溶液由紅色變成藍紫色,表明合成的Gemini表面活性劑呈現(xiàn)陽離子性。利用表面張力法、電導率法以及穩(wěn)態(tài)熒光法測定表面活性劑的表面性能。結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)表面活性劑,合成的Gemini陽離子表面活性劑表現(xiàn)出更小的表面張力(γcmc)以及臨界膠束濃度(CMC)。相對于連接基位阻較小的Gemini表面活性劑12-2-12,C12-pi-C12具有較小的CMC值。在合成的同系列Gemini表面活性劑Cn-pi-Cn(n=18,16,12)中,隨著碳鏈長度的增加,Gemini表面活性劑的臨界膠束濃度呈現(xiàn)降低的趨勢。此外,電導率法、穩(wěn)態(tài)熒光法與表面張力法所測得的CMC值近似。為研究Gemini表面活性劑的膠束化行為,我們測定了298K-308K之間的電導率。在起泡性和穩(wěn)泡性的測試中發(fā)現(xiàn),具有最短碳鏈(C12)的Gemini表面活性劑表現(xiàn)出最好的起泡性和最差的穩(wěn)泡性。HLB測試結(jié)果表明,隨著碳鏈長度的增加,HLB值呈現(xiàn)下降趨勢。Gemini表面活性劑Cn-pi-Cn(n=18,16,12)表現(xiàn)出較差的乳化性能以及較差的瀝青乳化作用。
【關(guān)鍵詞】：Gemini表面活性劑 哌嗪 表面活性 合成 陽離子
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O647.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 引言9
• 1.2 Gemini表面活性劑的概述9-22
• 1.2.1 Gemini表面活性劑的研究進展10
• 1.2.2 Gemini表面活性劑的分類及合成路線探索10-20
• 1.2.2.1 陽離子型Gemini表面活性劑10-12
• 1.2.2.2 陰離子型Gemini表面活性劑12-14
• 1.2.2.3 非離子型Gemini表面活性劑14-16
• 1.2.2.4 兩性離子型Gemini表面活性劑16-18
• 1.2.2.5 雜原子型Gemini表面活性劑18-20
• 1.2.3 Gemini表面活性劑的理化性質(zhì)20
• 1.2.4 Gemini表面活性劑的應(yīng)用20-21
• 1.2.5 Gemini表面活性劑的發(fā)展方向21-22
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容22-23
• 第二章 實驗部分23-31
• 2.1 實驗試劑與儀器23-25
• 2.1.1 實驗試劑23-24
• 2.1.2 實驗儀器24-25
• 2.2 實驗裝置25
• 2.3 Gemini型表面活性劑的合成25-27
• 2.3.1 合成路線一25-26
• 2.3.2 合成路線二26
• 2.3.3 合成路線三26-27
• 2.4 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)表征27-28
• 2.4.1 傅里葉紅外分析27
• 2.4.2 質(zhì)譜分析27
• 2.4.3 核磁分析27-28
• 2.5 表面性能測試方法28-31
• 2.5.1 溴酚藍實驗28
• 2.5.2 表面張力的測定28
• 2.5.3 電導率的測定28
• 2.5.4 穩(wěn)態(tài)熒光的測定28-29
• 2.5.5 泡沫性能的測定29
• 2.5.6 乳化能力的測定29
• 2.5.7 HLB值的測定29
• 2.5.8 瀝青的乳化性能29-31
• 第三章 哌嗪Gemini表面活性劑的合成方法分析及表面性能研究31-51
• 3.1 合成路線討論與分析31-32
• 3.1.1 合成路線一31
• 3.1.2 合成路線二31-32
• 3.1.3 合成路線三32
• 3.2 目標產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分析32-35
• 3.2.1 目標產(chǎn)物紅外光譜分析32-33
• 3.2.2 目標產(chǎn)物質(zhì)譜分析33-34
• 3.2.3 目標產(chǎn)物1H NMR分析34-35
• 3.3 實驗條件優(yōu)化35-37
• 3.4 Gemini陽離子表面活性劑表面性能研究37-49
• 3.4.1 溴酚藍實驗37
• 3.4.2 表面張力測試37-40
• 3.4.3 電導率測定40-42
• 3.4.4 穩(wěn)態(tài)熒光法測定CMC42-45
• 3.4.5 泡沫性能45-46
• 3.4.6 乳化性能以及HLB值46-49
• 3.5 小結(jié)49-51
• 第四章 結(jié)論51-53
• 參考文獻53-61
• 致謝61-63
• 附錄A63-67
• 攻讀碩士期間取得的相關(guān)科研成果67

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