季铵盐阳离子表面活性剂及其复配体系的溶液性质

摘要

阳离子表面活性剂在化妆品、食品、药物、三次采油等工业领域具有广泛的应用。表面活性剂溶液或分散系统的流变性质与其聚集体的微观结构及其相互作用密切相关,是应用过程中必须明了的重要物理化学特性。所以,表面活性剂聚集体的流变性质和溶液性质在基础理论和实际应用方面都有十分重要的研究价值。本文主要做了两个方面的工作,第一部分,合成了一种新型双子阳离子表面活性剂1,3-丙二胺N, N’,-二—十二烷基-2-羟丙基-N,N,N’,N’,-四甲基二胺二氯化物[(C12H25(CH3)2N)CH2CH(HO)CH2(N(CH3)2C12H25]Cl2,(简写为 G12Cl2),并考察了单纯以及复配体系的流变性质;第二部分利用本实验室合成的含有苯环的季铵盐阳离子表面活性剂和离子液体、水体系形成的双水相,研究了双水相的组成规律及性能。具体内容如下:
　　1.新型双子阳离子表面活性剂的合成及性能的研究
　　合成了双季铵盐型对称性阳离子表面活性剂(G12Cl2)。样品经过红外光谱、核磁共振验证其结构为对称性双子阳离子表面活性剂。并对其溶液性质进行了研究。
　　2.双子阳离子表面活性剂溶致液晶的流变性质的研究
　　研究了双子阳离子表面活性剂在水溶液中形成的溶致液晶的流变性质。根据体系流变性质的变化和偏光显微镜照片发现,随双子阳离子表面活性剂质量分数的增加,体系中依次可以形成胶束、层状液晶、六角状液晶和立方状液晶。用液晶的空间构型解释了实验结果。
　　3.有机盐水杨酸钠对双子阳离子表面活性剂溶液的流变性的影响
　　对双子阳离子表面活性剂G12Cl2与水杨酸钠复配体系的流变性进行了测定,研究了不同配比的离子表面活性剂—水杨酸钠溶液体系的流变学性质。在阳离子双子表面活性剂中加入水杨酸钠,可以增加杆状胶束的长度以及它们之间的距离,从而减少胶束之间的静电能量,使得体系静电稳定性增加。
　　4.无机盐氯化钠对双子阳离子表面活性剂溶液流变性的影响
　　电解质加入到离子型表面活性剂溶液中,其反离子能吸附在胶束双电层上,有的反离子也能插入到表面活性剂极性头之间,从而压缩双电层使其变薄,这就降低了胶束的表面电势,减弱了粒子间的静电相互作用,导致胶束生长。但是,当NaCl浓度比较低时,离子型表面活性剂溶液粘度受到的影响非常微小;只有当NaCl达到一定浓度时,粘度才会有较快增长。无机盐电解质能明显地促进离子表面活性剂的缔合,对于离子表面活性剂,主要是减少它们之间的排斥作用。可通过无机反离子对阳离子表面活性剂头基之间吸引作用的“屏蔽”及“盐析”作用对结果加以解释。
　　5.高聚物对双子阳离子表面活性剂溶液流变性的影响
　　对双子阳离子表面活性剂G12Cl2与不同浓度明胶、聚乙二醇混合溶液的流变性进行了测定,研究了不同配比溶液中阳离子表面活性剂的流变学特征。同时还考察了温度对其流变性质的影响。
　　6.表面活性剂和离子液体形成的双水相及其性能
　　在实际应用中,表面活性剂不仅和有机、无机盐、高聚物复配使用,以提高效能,而且还能和离子液体复配使用。在进行表面活性剂的性能测定实验中,发现新合成的含有苯环的阳离子表面活性剂3-对壬基苯氧基-2-羟丙基三甲基溴化铵和离子液体能在一定浓度范围形成双水相。本章绘制了阳离子表面活性剂/离子液体/水三元体系20℃时的相图。在双水相区域内配置一系列样品,考察了配比、温度和有机物对双水相的影响。配制不同组成的体系,研究了该体系对甜椒色素的分离效果。结果表明:温度对双水相影响较小;最佳双水相萃取体系组成为NPTABr∶[Bmim][BF4]∶水=18∶12∶70(质量比％)。

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前言

第一章 绪 论

1.1流变学基础

1.2 季铵盐型双子阳离子表面活性剂聚集体的结构及特性

第二章 双子阳离子表面活性剂的合成及性能的研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 结论

第三章 双子阳离子表面活性剂溶致液晶的流变性质的研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 结论

第四章 有机盐水杨酸钠对双子阳离子表面活性剂溶液的流变性的影响

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 结论

第五章 无机盐氯化钠对双子阳离子表面活性剂溶液流变性的影响

5.1 前言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 结论

第六章 高聚物对双子阳离子表面活性剂溶液流变性的影响

6.1 前言

6.2 实验部分

6.3 结果与讨论

6.4 结论

第七章 表面活性剂和离子液体形成的双水相及性能

7.1 前言

7.2 实验部分

7.3 结果与讨论

7.4 结论

第八章 总 结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表和待发表的主要学术论文