烷基丙撑二胺衍生物的合成及性能研究

摘要

本论文以椰油基丙撑二胺为原料与环氧乙烷反应，引入羟乙基基团，生成椰油基-三羟乙基-丙撑二胺，然后分别对其进行氧化与季铵化合成出了两种含羟乙基基团的产品，研究了其在界面及溶液中的吸附行为，探究了其相关的应用性能。主体内容包含以下四个部分:
　　1.烷基丙撑二胺衍生物的合成及表征。合成出两种产品N，N-椰油基-羟乙基-N'，N'-二羟乙基-丙撑双氧化胺(CTPDAO)与N，N，N-椰油基-羟乙基-甲基-N'，N'，N'-二羟乙基-甲基-丙撑双氯化铵(CTHDAC)，并分别使用红外以及核磁对其进行了表征，证明合成的产物确为目标产物。
　　2.烷基丙撑二胺衍生物的界面吸附行为。通过对两种衍生物的平衡表面张力以及动态接触角的测量，发现两者都有着较高的表面活性以及极强的亲水性，与相似碳链的十二烷基二甲基氧化铵(DDMAO)与十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)相比，有着明显的优势。但是两者在接触角的测试中表现都不理想。通过对其表面参数的分析可知，CTPDAO与CTHDAC分子在气液界面排布疏松，拥有较大的亲水区域面积，同时吸附的过程自发且迅速。
　　3.烷基丙撑二胺衍生物在水溶液中的聚集行为。测试了CTHDAC在水溶液状态下的聚集行为，使用电导率法、热力学分析、稳态荧光光谱法、粒径分析仪以及TEM电镜等方法对其进行了研究。结果表明CTHDAC分子在水溶液中可自发迅速的形成聚集体，但由于亲水头基较大以及亲水基团间相互排斥的作用，使得分子在形成聚集体时粒径较大，大约在200 nm。形成单个聚集体所需的聚集数为35，比DTAC要小，当CTHDAC在水溶液中浓度超过CMC时，呈现出疏松排列的球形聚集体。
　　4.烷基丙撑二胺衍生物的应用及复配性能。对两种衍生物CTPDAO与CTHDAC的应用性能进行了探究，测试了其润湿，乳化，增稠，去污等性能。结果表明，CTPDAO与CTHDAC的润湿性很差，与接触角的测量结果相一致，同时两种物质对大豆油以及液体石蜡都有着良好的乳化能力。CTPDAO对直链烷基苯磺酸钠(LAS)的增稠效果明显，是一种优良的增稠剂。至于去污性能，CTHDAC去污效果显著，去污效果略好于标准洗衣液，而CTPDAO去污性能较差。对CTPDAO、CTHDAC与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、LAS复配体系的润湿、乳化以及泡沫性能进行了测试。结果表明，AES与LAS的加入均可增强体系的润湿性。复配体系在乳化性能测试中，协同作用明显，混合溶液的乳化性能比单一表面活性剂都要好。同样的泡沫性能测试，体现出了CTPDAO、CTHDAC与AES、LAS的配伍性能良好，协同作用较为突出。

目录

声明

摘要

主要创新点

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 烷基丙撑二胺的合成

1．3 烷基丙撑二胺衍生物简介

1．3．1 二胺盐

1．3．2 多胺

1．3．3 聚氧乙烯烷基丙撑二胺

1．3．4 双季铵盐化合物

1．3．5 甜菜碱-氧化胺型表面活性剂

1．3．6 新型甜菜碱

1．3．7 金属配合物

1．3．8 其它衍生物

1．4 氧化胺的合成方法及性能

1．4．1 氧化胺简介

1．4．2 氧化胺的合成方法

1．4．3 氧化胺的性质

1．5 季铵盐的合成方法及性能

1．5．1 季铵盐的合成

1．5．2 季铵盐的性能

1．6 课题背景及研究内容

1．6．1 选题背景

1．6．2 选题内容

参考文献

第二章 烷基丙撑二胺衍生物的合成及其表征

2．2．1 试剂与仪器

2．2．2 中间产物的合成

2．2．3 CTPDAO的合成步骤

2．2．4 CTHDAC的合成步骤

2．2．5 产物的分析方法

2．3 结果与讨论

2．4 本章小结

参考文献

第三章 烷基丙撑二胺衍生物的界面吸附

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂与仪器

3．2．2 实验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 表面活性

3．3．2 动态接触角

3．4 本章小结

参考文献

第四章 烷基丙撑二胺衍生物在水溶液中的聚集行为

4．2．1 试剂和仪器

4．2．2 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 胶束的反离子结合度(β)

4．3．2 热力学分析

4．3．3 胶束聚集数的测定

4．3．4 胶束尺寸和形状的测定

4．4 本章小结

参考文献

第五章 烷基丙撑二胺衍生物的应用性能

5．2．1 试剂与仪器

5．2．2 试验方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 润湿性能

5．3．2 乳化性能

5．3．3 增稠性能

5．3．4 去污性能

5．3．5 CTPDAO、CTHDAC与AES、LAS复配体系的润湿性能

5．3．6 CTPDAO、CTHDAC与AES、LAS复配体系的乳化性能

5．3．7 CTPDAO、CTHDAC与AES、LAS复配体系的泡沫性能

5．4 本章小结

参考文献

第六章 总结论

6．1 总结论

6．2 下一步工作建议

攻读学位期间的学术成果

作者简介

致谢