Bola型聚氨酯表面活性剂的合成及溶液性能研究

摘要

Bola型表面活性剂是由一疏水性长链的两端连两个亲水性的头基而构成的双亲性化合物。Bola型表面活性剂具有两个极性的亲水头基，水溶性较好，在水中形成的胶束具有很好的稳定性，可以用于一些特殊的领域（如药物传输、离子通道、模拟生物膜等），已经引起了国内外学者的注意。
　　基于以上优点，本课题提出了以聚氧丙烯醚作为中间的疏水链，聚乙二醇作为两端的亲水链，制备一类兼具Bola型表面活性剂、高分子表面活性剂和双亲聚氨酯表面活性剂的优点的新型聚氨酯表面活性剂。在合成过程中通过改变亲水和亲油链段比，首次合成了三种Bola型聚氨酯表面活性剂，通过IR和1HNMR等对产物的结构进行了表征。同时重点研究了Bola型聚氨酯表面活性剂的溶液性能，另外，对这种Bola型聚氨酯表面活性剂的增溶能力进行了研究。
　　实验结果如下：
　　⒈用吊环法测定了新合成的Bola型聚氨酯表面活性剂在不同条件下的表面张力，并通过表面张力来反映临界胶束浓度。实验结果表明：
　　⑴在25℃纯水中，随着亲水链段增长，临界胶束浓度相应增加，其值分别为1.60×10-6mol/L、5.27×10-6mol/L、9.81×10-6mol/L，表面张力分别为39.6mN/m、40.2mN/m、40.5mN/m。
　　⑵当温度在浊点以下时，随着温度的升高，三种Bola型聚氨酯表面活性剂溶液表面张力和临界胶束浓度都逐渐变小。
　　⑶不同的电解质对表面张力和临界胶束浓度的影响规律不同。①当电解质（以NaCl为例）浓度在0~0.05mol/L的范围内，随着电解质浓度的增加，表面活性剂溶液的表面张力和临界胶束浓度逐渐变小；当电解质（以NaCl为例）浓度在0.1~0.5mol/L的范围内，电解质浓度变化，表面活性剂溶液的表面张力和临界胶束浓度的变化很小，可近似不变化；②对于不同的电解质溶液，在阳离子(Na+)强度相同的情况下，阴离子(以F-、Cl-、Br-和I-为例)的电荷/半径比减小，临界胶束浓度逐渐增大；在阴离子(Cl-)强度相同的情况下，随着阳离子(以K+、NH4+和Na+为例)的电荷/半径比增大，临界胶束浓度逐渐减小。
　　2.用乌氏粘度计测定了Bola型聚氨酯表面活性剂在不同浓度下的溶液粘度行为。实验结果表明：当表面活性剂的浓度在临界胶束浓度以上时，溶液的相对粘度与浓度的关系和传统的小分子表面活性剂相似，随着表面活性剂浓度的降低，溶液的相对粘度也逐渐降低，二者呈线性关系；当表面活性剂的浓度在临界胶束浓度附近时，随着表面活性剂浓度的降低，粘度会出现先降低然后又升高的现象；当表面活性剂的浓度在临界胶束浓度以下时，溶液的相对粘度与浓度的关系曲线出现向上的偏离，即随着表面活性剂浓度的降低，溶液的相对粘度逐渐增加。实验结果说明该类表面活性剂溶液的粘度在临界胶束浓度附近和小于临界胶束浓度时和普通的小分子表面活性剂不一致，会出现反常现象。本论文分别用临界浓度的观点和吸附观点解释了这种反常现象。
　　3.利用浊度法研究了该类表面活性剂对甲苯的增溶作用，发现对甲苯的增容量好于传统的表面活性剂OP-10，随着亲水链段的增加，增溶能力逐渐减小，并建立了该类表面活性剂对甲苯可能的增溶模型。
　　4.本课题还研究了新合成的表面活性剂的部分其它性能：乳化性能好于传统的表面活性剂OP-10；浊点随着亲水链段的增加逐渐升高，分别为86℃、92℃、95℃。

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1 绪论

1.1 本课题研究的背景

1.2 Bola 型表面活性剂的研究进展

1.3高分子表面活性剂溶液性能研究进展

1.4 双亲聚氨酯的合成及研究进展

1.5 本课题研究的目的和意义及主要内容

2 Bola型聚氨酯表面活性剂的合成

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

3 Bola型聚氨酯表面活性剂的溶液性能

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4本章小结

4 Bola型聚氨酯表面活性剂水溶液的粘度行为

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 本章小结

5 Bola型聚氨酯表面活性剂对甲苯的增溶性能研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 本章小结

结论

附录

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢