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两性双子表面活性剂合成研究进展牟洪亮;丁伟;刘向斌;王玲;李振东;程双【摘要】基于亲水基结构的不同,以阴-阳离子型、阴-非离子型和阳-非离子型进行分类对近年来出现的两性Gemini表面活性剂进行了介绍.重点综述了阴-阳离子型两性Gemini表面活性剂的合成,并简述了其性能及主要应用领域.最后提出了两性Gemini表面活性剂目前研究存在的不足,并对其未来研发的重点进行了展望.%Based on the different structure of the hydrophilic group,zwitterionic Gemini surfactants are currently classified as anionic-cationic,anionic-nonionic and cationic-nonionic. The synthesis process of anionic-cationic Gemini surfactants was emphatically summarized,and its properties and main application fields were briefly introduced. Finally,the shortcomings of study on zwitterionic Gemini surfactants were put forward and the future development of zwitterionic Gemini surfactants were prospected.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2017(047)008【总页数】8页(P468-475)【关键词】两性双子表面活性剂;合成;性能;进展【作者】牟洪亮;丁伟;刘向斌;王玲;李振东;程双【作者单位】东北石油大学化学化工学院石油与天然气省化工重点实验室,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院石油与天然气省化工重点实验室,黑龙江大庆163318;大庆油田采油工程研究院,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院石油与天然气省化工重点实验室,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院石油与天然气省化工重点实验室,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院石油与天然气省化工重点实验室,黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TQ423.3双子(Gemini)表面活性剂的出现极大地促进了许多工业领域的发展，在纳米材料制备、金属防腐、日用化学工业及生物医学等领域的应用前景均较为广阔[1，2]。
季铵盐型两性双子表面活性剂的合成及应用研究进展郭乃妮，王小荣，古元梓，韩一诺，孔 裕，荆程程（咸阳师范学院 化学与化工学院，陕西 咸阳 712000）［摘要］综述了近年来季铵盐型两性双子表面活性剂的主要合成方法和性能，总结了季铵盐型两性双子表面活性剂在日用化工、纺织、皮革、造纸、石油开采、环境治理和金属加工防护及其他领域的应用。
对新型季铵盐型两性双子表面活性剂的合成机理、合成方法和应用前景进行了总结和展望。
［关键词］两性双子表面活性剂；季铵盐；合成方法；表面活性［文章编号］1000-8144（2021）06-0608-08 ［中图分类号］TQ 423.12 ［文献标志码］AResearch on synthesis and application ofquaternary ammonium salt amphoteric Gemini surfactantsGuo Naini ，Wang Xiaorong ，Gu Yuanzi ，Han Yinuo ，Kong Yu ，Jing Chengcheng（College of Chemistry and Chemical Engineering ，Xianyang Normal University ，Xianyang Shaanxi 712000，China ）［Abstract ］The hydrophilic group of quaternary ammonium salt amphoteric Gemini surfactant is composed of quaternary ammonium salt positive ions and other negative ions ，with a special structure and excellent performance. The main synthetic methods and properties of a series of quaternary ammonium salt amphoteric Gemini surfactants in recent years were reviewed ，the application research of quaternary ammonium salt amphoteric Gemini surfactants in daily chemical industry ，textile ，leather ，papermaking ，petroleum exploitation ，environmental treatment and metal processing protection and other fields were analyzed. The synthesis mechanism ，synthesis method and performance application development direction of new quaternary ammonium salt amphoteric Gemini surfactants were summarized and prospected.［Keywords ］amphoteric Gemini surfactant ；quaternary ammonium salt ；synthesis methond ；surface activityDOI ：10.3969/j.issn.1000-8144.2021.06.017［收稿日期］2020-12-18；［修改稿日期］2021-01-20。
收稿日期:2004-07-05;修回日期:2004-09-18作者简介:钟 声(1974-),女,辽宁营口人,讲师,硕士,电话:(0412)2893199,E-mail:shengzh-99@1631com 。
醇醚类双子表面活性剂的合成及性能研究钟 声1,王 伟1,朱建民2,富 杨2(11鞍山科技大学化工学院,辽宁 鞍山 114044;21辽宁奥克化学品公司,辽宁 辽阳 111003)摘要:以对苯氧基双月桂酸甲酯为原料,在还原剂作用下制得中间体对苯氧基双月桂醇(HBA),再在碱性条件下进行乙氧基化,得到醇醚类Gemini 表面活性剂HBA(E O)n (n =9,2014)。
通过红外光谱和质谱分析确定了中间体及产物结构,测定了HBA(EO)n 的物化性能结果如下:HBA(EO)2014的C cmc =38123mN/m;HB A (EO)9的C cmc =31161mN/m 。
cmc HBA(EO)2014=01001%;cmc HBA(EO)9=010001%。
乳化时间:HBA(EO)2014为17136h;HBA(EO)9为8100h 。
浊点:HB A(EO)2014>100e ;HBA(EO)9为90e 。
湿润时间:HBA(EO)2014为20183s;HBA (EO)9为11123s 。
泡沫高度:HB A (EO)2014为40m m;HB A (EO)9为95mm 。
泡沫稳定性:HB A (EO)2014为2%;HBA(EO)9为8%。
与单链表面活性剂AEO n (n =415,1012)相比较,HBA(EO)n 具有更优良的表面活性。
关键词:双子表面活性剂;对苯氧基双月桂醇醚;物化性能中图分类号:TQ423 文献标识码:A 文章编号:1001-1803(2004)06-0353-05Gemini 表面活性剂(Ge mini-SAA)又叫双子或孪连表面活性剂,它是一类带有两个疏水基,两个亲水基和一个联接基团的化合物,类似于将两个普通单链表面活性剂通过一个/桥0连接在一起。
双子表面活性剂性质、合成及应用介绍一、双子表面活性剂简介通过化学键将两个或两个以上的同一或几乎同一的表面活性剂单体，在亲水头基或靠近亲水头基附近用联接基团将这两亲成份联接在一起，形成的一种表面活性剂称为双子表面活性剂。
双子表面活性剂的研究最早始于20世纪70年代。
1971年Bunton等人合成了一族新型两亲分子，其分子结构顺序为:长的碳氢链、离子头基、联结基团、第二个离子头基、第二个碳氢链，并且把它作为相转移催化剂使用，结果发现它比普通的阳离子表面活性剂具有更高的催化效率。
1988年后，日本Oskaa大学的专家们合成并研究了柔性联结基的若干双烷烃链表面活性剂。
然而真正系统开展这类新型表面活性剂研究工作则是从1991年开始。
该年Emery大学的Menger教授和Lihua等人合成并研究了刚性联结基团的双烷烃链表面活性剂，并给这种类型表面活性剂起名为Gemini surfactants Gemini 在天文学上的意思为双子星座，以此形象地表达这类表面活性剂的分子结构特点。
我国学者赵国玺也因此将其译为“双子表面活性剂”。
双子表面活性剂是一类带有两个疏水链、两个亲水链和一个联接基团的化合物，类似于两个普通表面活性剂通过一个桥梁连接在一起，但值得注意的是，联接基团应在极性头基或靠近极性头基处相连接。
如下图：从分子结构看，双子表面活性剂与两个表面活性剂分子的聚集相似，故有时又称为二聚表面活性剂或孪链表面活性剂。
双子表面活性剂的结构如下图所示在双子表面活性剂的分子结构中，两个亲水基通过联结基团靠化学键联接，由此使两个表面活性剂单体相当紧密地结合，这种结构一方面增强了碳氢链的疏水作用，另一方面使亲水基间的排斥作用因化学键限制而大大削弱。
因此，联结基团的介入及其化学结构、联接位置的变化，使Gemini表面活性剂结构具有多样化，从而具有更优良的物理化学性质及界面活性该类表面活性剂有阴离子型、非离子型、阳离子型、两性离子型及阴 - 非离子型、阳- 非离子型等。
Gemini表面活性剂性质及其应用介绍1、Gemini表面活性剂的现状1971年Bunton等率先合成了一族阳离子型低聚表面活性剂，不过在当时未引起重视。
Menger于1991年合成了刚性基连接的双离子头基双碳氢链表面活性剂，并命名为Geminis(天文学用语，意为双子星座)，形象地表述了此类表面活性剂的结构特征。
Rosen小组采纳了“Gemini”的命名，并系统合成和研究了氧乙烯及氧丙烯柔性基团连接的Gemini表面活性剂，而后人们才真正系统地开展了这方面的研究工作。
近年来，人们在探索新型表面活性剂的合成和应用方面作出巨大的努力。
新型表面活性剂低聚表面活性剂（尤以Gemini为代表）的出现，引起了众多学者的兴趣和关注。
这些新型表面活性剂打破了传统表面活性剂单疏水基单亲水基的结构，使其具有比传统表面活性剂更为优良的性能。
下面主要结合低聚表面活性剂中研究最多、合成技术最为成熟的Gemini表面活性剂的一些结构特性和溶液性能与特性进行阐述，进而全面了解低聚表面活性剂的结构性能特点。
2、Gemini表面活性剂的分子结构Gemini表面活性剂是两个和多个单链单头基传统表面活性剂通过连接基团在其亲水基或靠近亲水基连接而成的一种新型表面活性剂(图1.1)。
Gemini表面活性剂的分子结构顺序为：长的疏水链，亲水头基，联接基团，第二个亲水基团，第二个疏水链。
Gemini表面活性剂具有两个两亲成分，因此也被称为二聚表面活性剂(Dimeric surfactant)。
而同时具有3个或4个两亲成分的三聚体(trimeric)、四聚体(tetrameric)表面活性剂亦具有和Gemini表面活性剂类似的性质。
Gemini表面活性剂的亲水基团可以是阳离子、阴离子、非离子和两性离子，最近还出现了阴阳离子或离子对等。
该表面活性剂的疏水基团一般为碳氢链，还出现了以碳氟链为疏水基团的新型结构，大大丰富了Gemini表面活性剂的种类。
双子表面活性剂表面活性的研究马素俊，孙玉海，冯茜，马天态，杨景辉(中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院，东营257000)［摘要］利用胜利油田临盘采油厂的注入水配制了不同含量的双子表面活性剂，考察了双子表面活性剂的表面活性，并将其与对应的传统表面活性剂进行了对比。
结果表明，双子表面活性剂具有较强的耐温抗盐性能，且在较低含量下降低表面张力的能力明显优于对应的传统表面活性剂，可用于高矿化度和温度为70 90ħ的油藏。
［关键词］阳离子双子表面活性剂杂双子表面活性剂表面活性收稿日期:2011－08－01。
作者简介:马素俊，硕士，主要从事油层保护技术研究工作。
双子表面活性剂是近年来研究较多的新一代表面活性剂，因其特殊结构而使其具有一些特殊的性质，如低临界胶束浓度、高表/界面活性、良好的水溶性和润湿性等。
20世纪90年代初，双子表面活性剂在世界范围内引起极大关注，成为胶体与界面化学领域的研究热点。
目前，国外一些研究学者〔1－2〕已合成出一系列阴离子、阳离子、非离子及两性型双子表面活性剂。
2001年我国开始进行双子表面活性剂的研究，唐善法等〔3－6〕合成了不同类型的双子表面活性剂，并对其性能及应用做了大量研究。
在石油开采应用中，双子表面活性剂在提高驱油效率方面已有报道〔4〕，在油田开发方面具有广阔的应用前景〔7〕。
我们利用胜利油田临盘采油厂的注入水配制了不同含量的双子表面活性剂，考察双子表面活性剂联结基长度对表面张力的影响及阳离子、杂双子表面活性剂的耐温抗盐性能，为双子表面活性剂在实际油藏中应用提供了理论和实践指导。
1实验部分1．1主要仪器与试剂SVT 20型旋转滴张力仪，Data physics 公司;天平;恒温水浴TC －202D ，美国Brookfield 。
双子表面活性剂12－2－12、14－3－14、14－4－14、14－6－14、8(－)－2－16(+)，纯度80%，自制;十二烷基三甲基溴化铵(DTAB )、十四烷基三甲基溴化铵(TTAB )，分析纯。
临盘采油厂1316站注入水为NaHCO 3水型，离子组成见表1。
表1临盘采油厂1316站注入水离子组成mg /L1．2实验方法盐水配制:按照m (NaCl )ʒm (CaCl 2)ʒm (MgCl 2·6H 2O )=7ʒ0．6ʒ0．4质量比配制3种不同含量的盐水。
表面活性剂溶液的配制:用临盘采油厂1316站注入水及不同含量的盐水配制不同含量的表面活性剂溶液。
表面张力测定方法:采用SVT 20旋转滴张力仪测定表面活性剂溶液表面张力。
2结果与讨论2．1双子表面活性剂与对应的传统表面活性剂的性能比较用1316站注入水配制了不同含量的两种双子表面活性剂溶液及其对应的传统表面活性剂溶液，在70ħ下，采用旋转滴法测定其表面张力，结果见表2。
当表面活性剂溶液含量(质量分数，下同)＞100ˑ10－6时，双子表面活性剂在降低表面张力的能力上没有明显优势;当12－2－12含量为0．1ˑ10－6时，表面张力为25．54mN /m ;而DTAB 含量为10ˑ10－6时，表面张力为26．36mN /m 。
这表明双子表面活性剂在较低含量下可达传统表面活性剂DTAB 高含量下的表面效果，52011年12月马素俊等．双子表面活性剂表面活性的研究十四烷基链的表面活性剂具有同样的特点。
表2双子表面活性剂与对应的传统表面活性剂在不同含量下的表面张力比较含量，10－6表面张力/mN·m十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)12－2－12十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)14－3－14500022．8823．8125．6721．29 100022．0022．2924．0922．135024．1919．861026．3622．2929．4019．74537．0522．8731．58143．7625．5835．4320．570．544．730．125．5438．27 2．2联结基长度对表面张力的影响以14－s－14型双子表面活性剂为例，用采油厂1316站注入水配制了不同含量的表面活性剂溶液，在70ħ下，测定其表面张力，结果见图1。
图1双子表面活性剂的联结基长度对表面张力的影响从图1看出，随着联结基长度增加，双子表面活性剂临界胶束浓度降低，当含量大于10ˑ10－6时，双子表面活性剂的表面张力趋于稳定。
Zana等〔2〕考察双子表面活性剂12－s－12系列表面张力，结果表明当s≤5时，临界胶束浓度随着s增加而增加;当s≥5时，临界胶束浓度随着s增加而降低。
14－s－14联结基越长，临界胶束浓度越低，其变化与12－s－12的变化趋势不同。
而其他系列的双子表面活性剂临界胶束浓度与联结基间关系的文献报道较少。
因此，需作进一步研究。
2．3温度对表面张力的影响临盘采油厂储层温度一般在90ħ以下，考察温度对阳离子双子表面活性剂和杂双子表面活性剂表面张力的影响，结果见图2和图3。
从图2看出，随着温度升高，14－3－14表面活性剂表面张力降低，但降低幅度不大，这说明该双子表面活性剂具有较强的耐温性能。
从图3可看出，70ħ时8(－)－2－16(+)杂双子表面活性剂的表面活性最好，90ħ时的表面活性次之，50ħ时的表面活性最差;8(－)－2－16(+)含量为100ˑ10－6时，表面张力分别为23．19，20．71，21．31mN/m，变化不大。
因此，这两种表面活性剂均能应用于70 90ħ的油藏。
图214－3－14双子表面活性剂在不同温度下表面张力随含量的变化曲线图38(－)－2－16(+)杂双子表面活性剂在不同温度下表面张力随含量的变化曲线2．4矿化度对表面张力的影响按m(NaCl)ʒm(CaCl2)ʒm(MgCl2·6H2O)= 7ʒ0．6ʒ0．4质量比配制3种不同含量的盐水，再分别用此盐水配制不同含量8(－)－2－16(+)杂双子表面活性剂，考察矿化度对表面张力的影响，结果见图4。
图48(－)－2－16(+)杂双子表面活性剂在不同矿化度下表面张力随的变化曲线6精细石油化工进展ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS第12卷第12期从图4可看出，8(－)－2－16(+)在高含量下矿化度对表面活性影响很小;在低含量下，随着矿化度增加，双子表面活性剂表面活性增强，且临界胶束浓度明显降低。
这说明该类型表面活性剂具有很强的抗盐能力，可应用于高矿化度油藏。
3结论(1)针对14－s －14双子表面活性剂，联结基长度对双子表面活性剂表面张力影响较小，且表面活性剂联结基越长，则临界胶束浓度越低。
(2)双子表面活性剂在未添加任何助剂下，在较低含量下，可达到对应的传统表面活性剂在高含量下的表面效果。
(3)8(－)－2－16(+)杂双子表面活性剂具有较强抗盐性能，能应用于高矿化度油藏。
(4)14－3－14和8(－)－2－16(+)双子表面活性剂均具有良好的耐温性能，可应用于70 90ħ的油藏。
参考文献［1］Liu L ，Rosen M J．The interaction of some novel diquaternaryGemini surfactants with anionic surfactants ［J ］．J Colloid Inter-face Sci ，1996，179:454－459．［2］Zana R ，Benrraou M ，Rueff R．Alkanediyl alpha omega bis (dimethylakylammonium bromide )surfactants (1):effect of the spacer chain length on the critical micelle comncentration and micell inoization degree ［J ］．Langmuir ，1991(7):1072－1781．［3］胡龙江，于涛．双子表面活性剂的合成及性能研究［D ］．大庆:大庆石油学院，2004．［4］唐善法，王力，郝明耀，等．双子表面活性剂(C12－2－12·2Br －1)表面活性与驱油效率研究［D ］．钻采工艺，2007，30(4):127－128．［5］赵秋玲．Gemini 表面活性剂的合成及性能研究［D ］．武汉:武汉大学，2005．［6］孙玉海，董宏伟，冯玉军，等．系列阳离子双子表面活性剂的合成及其表面活性的研究［J ］．化学学报，2006，64(18):1925－1928．［7］陈洪．油气开采用表面活性剂的合成及性能研究［D ］．成都:西南石油学院，2002．Research on Surface Activity of Gemini SurfactantMa SujunSun YuhaiFeng QianMa TiantaiYang Jinghui(Oil Production Technology Institute of Sinopec Shengli Oilfield Company ，Dongying 257000)［Abstract ］A gemini surfactant of different concentrations was prepared with the injected water of LinpanOil Production Plant of Shengli Oilfield ，and the surface activity of this gemini surfactant was studied and com-pared with that of conventional surfactants．According to the results ，this gemini surfactant has good heat resis-ting and salt resisting properties with the capacity of reducing surface tension at smaller concentration signifi-cantly better than that of conventional surfactants．This gemini surfactant can be used in the oil reservoir with high salinity at 70to 90ħ．［Key words ］cationic gemini surfactant ;heterogemini surfactant ;櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄surface activityKBR 公司向LG 化学公司转让苯酚技术KBR 公司于2011年8月18日宣布，向韩国LG 化学公司转让其领先的苯酚技术，在韩国大山建设240kt /a 苯酚装置。
