异构醇醚羧酸盐的合成及性能研究

摘要

本论文以十三碳异构醇醚(聚氧乙烯数为5和7，聚氧乙烯简写为EO)为原料，通过催化氧化法合成了异构醇醚羧酸盐A13EC5-Na和A13EC7-Na。与直链表面活性剂(A12EC5-Na和A12EC7-Na)对比得知这两种异构表面活性剂具有较好的表面性能及润湿性能，与阳离子表面活性剂双癸基甲基羟乙基氯化铵(DEQ)复配后，乳化及泡沫性能都有很大的改善。此外，我们也研究了单一表面活性剂A13EC7-Na在水溶液中的聚集行为及A13EC7-Na/DEQ复配体系在不同复配比例下的聚集体形态。本论文的主要内容如下： (1)异构醇醚羧酸盐的合成与鉴定。通过催化氧化法合成EO数分别为5和7的十三碳异构醇醚羧酸盐A13EC5-Na和A13EC7-Na。通过红外光谱和核磁共振氢谱对羧酸盐的结构进行鉴定。 (2)研究了两种异构醇醚羧酸盐型和酸型表面活性剂的表面吸附行为。通过静态表面张力，接触角和动态表面张力测试，发现酸型产品比盐型产品具有更低的临界胶束浓度(cmc)而且它们具有较好的润湿性能。但随着EO数的增大，表面活性剂润湿性能变差。通过表面张力参数可知A13EC5-H降低表面张力的效率最高，A13EC7-Na降低表面张力的效率最低。含支链的表面活性剂分子更容易吸附在气液界面，而直链表面活性剂分子更容易形成胶团。对应地，含支链的表面活性剂比直链表面活性剂具有较小的表面张力(γcmc)值和较大的cmc值。A13EC7-Na的γcmc最小，能达到26.47mN/m。 (3)通过稳态荧光法，粒径分析法及透射电镜法等对单一表面活性剂A13EC7-Na和A13EC7-H及A13EC7-Na/DEQ复配体系的聚集行为进行研究。发现A13EC7-Na能自发的形成胶束，而且A13EC7-Na与A13EC7-H相比，它的微极性和胶束聚集数更大。单一的表面活性剂A13EC7-Na溶液的浓度低于cmc能形成囊泡。不同比例的复配体系会呈现出不同的聚集体形态。 (4)研究了不同EO数的异构醇醚羧酸盐和直链醇醚羧酸盐的润湿、乳化及泡沫等应用性能。发现EO数少的表面活性剂具有较好的润湿乳化性能，含支链的表面活性剂具有比直链表面活性剂更好的润湿、乳化及对碳黑污布的去污性能。异构醇醚羧酸盐的泡沫稳定性较差，将它与DEQ复配后，发现在某些复配比例下，由于协同增效作用的存在使得复配体系具有优于单一表面活性剂的乳化和泡沫性能。

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