酰亚胺基羧酸盐表面活性剂的合成及性能研究

摘要

酰亚胺基羧酸盐表面活性剂具有合成工艺简易，分子设计性强，综合性能良好的特点。近年来，此类表面活性剂的新产品开发在国内外十分活跃。本文采用马来酸酐（MAH）、衣康酸酐（IAn）、长链胺（十二胺、十四胺、十六胺、十八胺）及NaOH为原料，经酰胺化、酰亚胺化和中和反应合成了8种酰亚胺基羧酸盐表面活性剂SMM-n和SMI-n（n=12，14，16，18）。采用单因素法与正交试验法，确定了合成SMM-n和SMI-n的最佳工艺条件为：n（MAH/IAn）:n（M-n）=1.20:1，反应温度35℃，反应时间35 min。通过FT-IR、1H NMR及元素分析确定中间体单马来酰胺羧酸（M-n）和SMM-n、SMI-n的结构。对SMM-n和SMI-n的物化性能进行了研究。测试了 SMM-n 和 SMI-n的临界胶束浓度（CMC）、最低表面张力（γCMC）、Krafft点、增溶能力、钙皂分散力、乳化性能、泡沫性能和润湿性能。得到以下结果： （1）SMM-n和SMI-n降低水的表面张力的能力较好，其中SMM-12和SMI-18的γCMC分别为27.72 mN/m和30.70 mN/m。此类表面活性剂在溶液中容易形成胶束，烃链的作用是胶束化和吸附作用的驱动力。 （2）SMM-n和SMI-n的Krafft点随着碳链长度的增加而升高，SMM-12和SMI-12的Krafft点较低，均低于0 ℃，因此使用范围广；SMM-18和SMI-18的Krafft点较高，分别为80.2 ℃和83.5 ℃，适合在温度高的环境中使用。 （3）SMI-n在增溶性能、乳化性能和润湿性能方面强于SMM-n；SMM-n在钙皂分散性能方面强于SMI-n；泡沫性能方面，SMM-n的起泡性强于SMI-n，但稳泡性弱于SMI-n。 （4）通过改变NaCl的浓度、阳离子种类（Na+、Li+、K+）和阴离子种类（F-、Cl-、Br-），探讨了无机盐对 SMI-n（n=12，14，16，18）的CMC的影响。结果表明，SMI-n具有一定的抗盐能力，阳离子对SMI-n的CMC影响的大小趋势为：Li+＞K+＞Na+；阴离子对SMI-n的CMC影响的大小趋势为：F-＞Cl-＞Br-。

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