氨基酸改性Bola型聚硅氧烷表面活性剂的合成与性能研究

摘要

Bola 型聚硅氧烷表面活性剂是一类新型的表面活性剂，因其优异的性能，使其在许多领域有广泛的应用。氨基酸改性Bola型聚硅氧烷表面活性剂是Bola型表面活性剂的一种，因其具有可再生资源氨基酸，引起科研工作者的兴趣。本论文设计合成了两个系列新颖结构的双氨基酸改性 Bola 型聚硅氧烷表面活性剂(DBPS)和四氨基酸改性Bola型聚硅氧烷表面活性剂 (TBPS)。 首先，利用八甲基环四硅氧烷 (D4)和 1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷 (AT)为原料，在催化剂四甲基氢氧化铵 (TMAH)下合成了不同胺值的双氨丙基封端聚硅氧烷 (ATPS)；通过红外光谱 (FT-IR)、核磁共振氢谱 (1H-NMR)对其进行表征，结果表明成功合成了ATPS。 其次，利用不同胺值的ATPS分别与两倍摩尔量和四倍摩尔量的丙烯酸甲酯反应得到中间体，再进一步皂化得到DBPS和TBPS两个系列表面活性剂，通过FT-IR和 1H-NMR对中间体和产品进行表征，确定了二者的结构和组成。 最后，通过溶解实验、表面张力仪、透射电子显微镜和动态光散射等仪器，对DBPS和TBPS系列表面活性剂的水溶性、表面活性、聚集行为等性能进行了测定。结果表明：两个系列表面活性剂都易溶于水；DBPS-1，DBPS-2和DBPS-3表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)分别为2.1×10-4，5.6×10-5和4.2×10-5 mol/L，γCMC分别为21.9，23.2和23.8 mN/m；TBPS-1，TBPS-2和TBPS-3表面活性剂的CMC分别为6.4×10-5，9.7×10-6和2.2×10-5 mol/L；γCMC分别为28.9，26.2和24.3 mN/m，与氨基酸烷烃类表面活性剂相比，都具有更高的表面活性；DBPS系列表面活性剂在浓度大于CMC的水溶液中能够自发的形成球形胶束，胶束尺寸在30-1200 nm之间；同时TBPS系列表面活性剂在浓度大于CMC的水溶液中也能够自发的形成球形胶束，胶束尺寸在10-400 nm之间。

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