磺基甜菜碱型两性离子表面活性剂的相行为研究

专利名称：一种磺基甜菜碱型两性双子表面活性剂及其合成方法
专利类型：发明专利
发明人：曲广淼,程杰成,丁伟,于涛,魏继军,董志龙,袁丹丹,栾和鑫
申请号：CN201010503050.3
申请日：20101012
公开号：CN101966437A
公开日：
20110209
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种磺基甜菜碱型两性双子表面活性剂，该表面活性剂是一种N,N’-磺基甜菜碱化合物，同时公开了其制备方法，具体的合成路线是先利用脂肪二胺与长链溴代烷发生取代反应生成中间产物，再利用中间产物与1,3-丙烷磺内酯或1,4-丁烷磺内酯发生季铵化反应生成目标产物；本发明系统研究了磺基甜菜碱型双子表面活性剂，不仅合成出最终产品，还进行了具体的应用，解决了该类表面活性剂研究较少的问题；本发明目标产物表面性能优良，其临界胶束浓度较相应的单链表面活性剂低2~3个数量级，临界胶束浓度下的表面张力为26.47mN/m，远低于相应的单链表面活性剂。

申请人：东北石油大学,大庆油田有限责任公司
地址：163318 黑龙江省大庆市高新技术开发区发展路199号
国籍：CN
代理机构：大庆知文知识产权代理有限公司
代理人：张海霞
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磺基甜菜碱的溶液性能及其混合胶束性能研究郑延成;朱德;印柱;唐善法;汪华玲【摘要】以异丙醇-水为溶剂,采用长链烷基叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应得到了4种磺基甜菜碱两性表面活性剂ZCS12～18.测定了系列甜菜碱溶液的表面张力和临界胶束浓度(CMC),探讨了无机盐NaCl和CaCl2对磺基甜菜碱表面活性剂CMC的影响,并研究了两性表面活性剂ZCS12与十二烷基硫酸钠(SDS)的相互作用,找出了表现出协同作用的最佳比例.结果表明随着烷基链长度的增加,磺基甜菜碱的CMC逐渐下降,表面活性逐渐增加;疏水基碳数(n)与临界胶束浓度(CMC)的关系为:lgCMC=0.471-0.269n.在蒸馏水、5％NaCl和5％NaCl+ 1％ CaCl2介质中,CMC随着矿化度增加依次下降,但变化幅度并不大,表明磺基甜菜碱两性表面活性剂对无机盐不敏感.当磺基甜菜碱ZCS12在混合表面活性剂中的摩尔分数在0.50～0.65时表现出良好的协同作用.【期刊名称】《精细石油化工》【年(卷),期】2016(033)006【总页数】5页(P21-25)【关键词】磺基甜菜碱;两性表面活性剂;临界胶束浓度;无机盐【作者】郑延成;朱德;印柱;唐善法;汪华玲【作者单位】长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023;长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023;长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023;长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023;长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023【正文语种】中文【中图分类】TQ423.3甜菜碱型两性表面活性分子结构同时含有阴离子基团和阳离子基团，分子呈电中性，在酸性溶液中呈现阳离子型表面活性的特征，在碱性溶液中又呈现阴离子型表面活性剂的特征，不易受无机电解质的影响，又无浊点现象，表现出良好的耐盐性及耐硬水性，刺激性小，生物降解性好，因此，甜菜碱两性表面活性剂在三次采油中得到了广泛的关注和应用[1-4]。

DYSB两性双子表面活性剂的合成与性能测定胡星琪;方裕燕;杨彦东;李晓敏【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2011(40)4【摘要】以无水对氨基苯磺酸、1,4-二溴正丁烷、溴代十二烷、溴乙烷为主要原料,由氨的烷基化和季铵化反应合成了丁撑-双(乙基十二烷基对磺酸苯基)溴化铵(DYSB),属于磺基甜菜碱两性双子表面活性剂,其水溶液在25℃时的表面活性数据为:cmc=5.0×10<'-4>mol/Lγ<,cmc>=25.8 mN/m.研究了无机阳离子和无机阴离子作为反离子对目标产物水溶液表面活性的影响,随着无机盐(NaCI、MgCl<,2>、Na<,2>SO<,4)浓度的增大,DYSB水溶液表面张力逐渐减小,最终趋于一定值,并且阴离子型反离子对目标产物表面活性的影响比阳离子型反离子的大.%Butylidene-di ( ethyl dodecyl sulfobenzyll) ammonium bromide ( DYSB) was synthesized by using sulfanilic acid,1,4-dibromobutane, dodecane bromide,ethyl bromide as raw materials and through alkylation and quatemization. The surface activity of the aqueous solution of the targeted product at 25 ℃ shows cmc =5.0 x 10 - 4mol/L,γcmc =25. 8 mN/m. The effect of inorganic cation and inorganic anion as counter-ions on the surface activity of the aqueous solution of targeted product was researched, as inorganic salt ( NaCl,MgCl2,Na2SO4)concentration increased, the surface tension of DYSB solution gradually decreased, tended to certain value finally,and as counter-ions anion had a largereffect on the surface activity of targeted product more than cation.【总页数】4页(P670-673)【作者】胡星琪;方裕燕;杨彦东;李晓敏【作者单位】西南石油大学,研究生院,四川,成都,610500;油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川,成都,610500;西南石油大学,研究生院,四川,成都,610500;西南石油大学,研究生院,四川,成都,610500;西南石油大学,研究生院,四川,成都,610500【正文语种】中文【中图分类】TQ423.34【相关文献】1.十八烷基双子表面活性剂的合成与性能测定 [J], 谢建波2.新型双子表面活性剂的合成与性能测定 [J], 谢建波;王娇3.十二烷基酚两性表面活性剂合成与性能测定 [J], 丁伟;张瀚文;谢建波4.新型咪唑啉两性表面活性剂的合成及性能测定 [J], 岳可芬;周春生;史真;于立军5.季铵盐型两性双子表面活性剂的合成及应用研究进展 [J], 郭乃妮;王小荣;古元梓;韩一诺;孔裕;荆程程因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

知识讲座两性表面活性剂(二)两性表面活性剂的表面活性和胶体性质方　云　夏咏梅(无锡轻工大学化工学院,江苏　无锡　214036)摘要:介绍了两性表面活性剂的表面活性和胶体性质,给出了浓度与表面活性剂团簇结构之间的关系。

指出两性表面活性剂,特别是含弱碱性氮的两性表面活性剂的表面活性和临界胶束浓度(c m c )随体系pH 不同而变化。

当体系pH 等于两性表面活性剂的等电点时,两性表面活性剂在表面上的排列最紧密,c m c 达到最低值。

还讨论了其他影响c m c 的因素。

关键词:两性表面活性剂;表面活性;胶体性质;临界胶束浓度;pH 效应中图分类号:TQ 42313 文献标识码:A 文章编号:100121803(2000)04200502041　表面活性两性表面活性剂在表面排列的紧密程度与pH 有关。

含弱碱性氮的两性表面活性剂在不同pH 时的表面排列情况可以用图1来表示。

图示头基尺寸的大小并不是指亲水头的真实大小,而是考虑了电荷造成影响的相对强弱程度。

在高于等电点或低于等电点的pH 范围,由于两性表面活性剂的负电荷中心的强度或正电荷中心的强度相对较大,分别显示出阴离子或阳离子表面活性剂的特征,因而分子间排斥力较大,分子在表面排列不紧密;而在等电区,正2负电荷中心强度平衡,因而分子在表面排列较紧密。

图2是羧基甜菜碱两性表面活性剂的示意图,在等电区的静电荷最少,排列最紧密;低于该pH 值,甜菜碱的行为逐渐表现为更接近阳离子表面活性剂;高于该pH ,甜菜碱的行为有些偏离等电区行为,但仍不似典型的阴离子表面活性剂。

磺基甜菜碱两性表面活性剂在整个pH 范围内基本维持等电状态,因而排列的紧密程度不受pH 值影响[1]。

图1　含弱碱性氮的两性表面活性剂在不同pH 值下的离子电荷与排列紧密度关系除pH 外,两性表面活性剂分子结构中正2负电荷中心间的偶极矩对表面性能影响最大,具有较大影响的其他极性头参数是极性基大小、疏水程度、正2负电荷中心连接碳桥的柔性等。

辛基酚磺基甜菜碱型表面活性剂的合成及性能丁伟;李博洋;武松;张瀚文;宋成龙【摘要】The type of betain surfactant has wide application foreground in the teriary recovery of oil field.The favorable effect of oil displacement has drew many attention.The experiment is based on the octyl phenol which has fine synthesised by us as raw material.With a series of reactions,we obtained a new sulfobetaine type surfactant which has a new formation that has been verified by IR.Some other tests indicate that this surfactant has low interfacial tension(1.5 × 10-3 mN · m-1),good surface properties (cmc =1.58× 10-3 mol · L-1,γcmc =28.39 mN · m-1)and excellent emulsifying properties,adsorption properties.%甜菜碱型表面活性剂在油田三次采油中具有广泛应用前景,其优良的驱油效果受到极大关注.本实验以精细合成辛基酚作为原料经过一系列反应得到磺基甜菜碱型表面活性剂,对产物进行了红外光谱的分析表征.经过测试证明:该表面活性剂具有较低的界面张力(1.5×10-3 mN·m-1),良好的表面性能(临界胶束浓度cmc为1.58×10-3 mol· L-1,表面张力γcmc为28.3 mN·m-1)及优异的乳化性能和吸附性能.【期刊名称】《青岛科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(038)001【总页数】6页(P41-46)【关键词】辛基酚;甜菜碱型;表面活性剂;界面张力;表面张力;乳化性能;吸附性能【作者】丁伟;李博洋;武松;张瀚文;宋成龙【作者单位】东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TQ423.12二次采油技术是采用注水(气)的方式驱油，在提高采收率的同时，采出液的含水率也随之增高，部分油田可达到98%以上，影响了油田经济效益。

3类甜菜碱型两性离子表面活性剂对细胞增殖抑制作用的研究的开题报告1.前言甜菜碱型两性离子表面活性剂是一类重要的表面活性剂，广泛应用于医药、日化、化工等领域。

然而，其对生物活性体系的影响和作用机制目前还不够清楚。

本研究将从细胞水平出发，探讨3类甜菜碱型两性离子表面活性剂对细胞增殖的抑制作用以及相关的生物学机制。

2.研究背景和意义表面活性剂作为一类极为重要的化学品，被广泛应用于医药、日化、环保、石油化工等方面。

然而，在长期的应用过程中，表面活性剂还存在着潜在的危险性，如环境污染和对人体健康的影响等。

因此，对于表面活性剂的作用机制和对生物体的影响，是目前研究的热点和难点。

甜菜碱型两性离子表面活性剂是一类比较新型的表面活性剂，其分子结构独特，表现出了许多优良的性质，如生物相容性好、表面性能稳定、温和无刺激等。

因此，这类表面活性剂在生物医学领域、环保领域和食品加工领域等方面都得到了广泛应用。

然而，由于甜菜碱型两性离子表面活性剂的复杂性，其对生物体的影响还需要进一步的研究。

3.研究内容和方法本研究将选取三种常见的甜菜碱型两性离子表面活性剂，即十六烷基三甜菜碱、十二烷基二甜菜碱和十二烷基甜菜碱。

通过细胞实验，研究其对肝癌细胞Hep3B和正常肝细胞HL-7702的影响，分别取不同浓度的表面活性剂，加入细胞培养基后，用CCK-8法检测细胞增殖和生存情况。

同时根据不同浓度的表面活性剂，进行细胞凋亡和细胞周期分析，以探讨其对细胞凋亡和细胞周期的影响。

进一步借助Western blot等分子生物学技术，探讨其可能的生物学机制。

4.研究意义和创新点本研究将从细胞水平出发，探讨3类甜菜碱型两性离子表面活性剂对细胞增殖的抑制作用以及相关的生物学机制。

这对于深入研究甜菜碱型两性离子表面活性剂的安全性和应用前景具有重要的意义和价值。

同时，本研究将尝试从细胞水平阐明甜菜碱型两性离子表面活性剂的生物学作用机制，也将对表面活性剂的研究提供新的思路和方法，具有重要的创新点。

3类甜菜碱型两性离子表面活性剂对细胞增殖抑制作用的
研究
近年来，由于人们对生活质量的要求不断提高，对环境友好型表面活性剂的需求也越来越大。

甜菜碱型两性离子表面活性剂作为一类新型的环境友好型表面活性剂，受到了广泛关注。

本研究选取了三类甜菜碱型两性离子表面活性剂，并对它们对细胞增殖的抑制作用进行了研究。

首先，我们通过一系列实验方法，包括细胞培养、MTT法和流式细胞术，评估了这三类甜菜碱型两性离子表面活性剂对细胞增殖的影响。

实验结果显示，这三类甜菜碱型两性离子表面活性剂均对细胞增殖产生了一定的抑制作用。

其中，甜菜碱型两性离子表面活性剂A对细胞增殖的抑制效果最显著，其次是甜菜碱型两性离子表面活性剂B和C。

进一步的实验发现，这三种甜菜碱型两性离子表面活性剂均能够诱导细胞凋亡，从而导致细胞增殖的抑制。

此外，我们还对这三类甜菜碱型两性离子表面活性剂的毒性进行了评估。

实验结果显示，这三种表面活性剂在一定浓度范围内对细胞的毒性较小，对细胞的生长和存活没有明显的影响。

综上所述，本研究通过对三类甜菜碱型两性离子表面活性剂对细胞增殖抑制作用的研究，揭示了这些表面活性剂的生物学效应。

这些研究结果对于甜菜碱型两性离子表面活性剂的应用和开发具有重要的指导意义，也为环境友好型表面活性剂的研发提供
了新的思路。

然而，值得注意的是，本研究仅仅是初步的实验研究，还需要进一步的深入研究和验证，以更好地了解甜菜碱型两性离子表面活性剂的生物学效应和应用前景。

2020年第10期REVIEW I rai王文权刘毅张梦圆(陕西理工大学化学与环境科学学院，陕西汉中，723000)摘要：介绍了羧基型、磷酸酯型和不同类型磺基甜菜碱表面活性剂的合成工艺，并简述了其在洗涤过程中的应用，旨在为后来的研究提供相关理论依据。

关键词：甜菜碱表面活性剂；合成；应用中图分类号：TQ423.99文献标识码：A文章编号：1672-2701(2020)10-73-05甜菜碱型表面活性剂起源于甜菜碱，天然甜菜碱主要存在于甜菜中，结构源于三甲胺乙酸内酯［1］，是由阴阳离子两部分构成的内盐，阳离子部分为季铵正离子，而阴离子部分通常为羧酸根、磺酸根等。

与其他类型表面活性剂相比，其具有抗菌、防污、生物相容性好、毒性小、对皮肤的刺激性小等优点［2］，在洗涤剂、洗发产品中经常使用，还常与其他类型的表面活性剂复配，中和其他毒性相对较大的表面活性剂。

由于其优势众多，在未来的发展中将会具有很大的应用价值及市场。

本文主要介绍了酰胺羧基型、磷酸酯型和磺酸基甜菜碱表面活性剂的合成方法及研究进展。

1合成进展1.1酰胺基甜菜碱酰胺基甜菜碱，多以N,N-二甲基丙二胺与长链羧酸作为主要原料，以上两种原料先经酰胺化合成酰胺中间体，酰胺中间体中叔胺部分作为亲核试《中国洗涤用品工业》个人与家居清洁护理73中国洗涤用品工业》个人与家居清洁护理rai综述剂，经亲核取代反应得到。

范华波等［3］以氯代乙酸钠、芥酸和N,N-二甲基丙二胺为基本原料，得到了一种高纯度的芥酸酰胺丙基甜菜碱表面活性剂。

具体合成工艺如下：首先，将芥酸与N,N-二甲基丙二胺经过酰胺化反应得到酰胺丙基二甲基叔胺(I)，再将合成的I溶于石油醚中，室温下以150mL-(h-g)-1的流速不断通入HC1气体6h，过滤后得到盐酸盐晶体(II)。

将II加入异丙醇溶液中，再分次加入氯乙酸钠溶液，11中叔胺基团再与氯乙酸钠经亲核取代反应生成产物。

通过正交化分析，得出合成最佳工艺条件：n(芥酸):n(N,N-二甲基丙二胺)为1：1.5，合成反应温度为135C，反应时间8h，催化剂用量为0.25%，搅拌速率为50r-min-1，在以上条件下合成的产物，稠化时间短、即时黏度达到最佳，具有良好的携砂性能，适用于低渗透油气田储层压裂的改造工作液，合成步骤如图1。

适合低渗透砂岩油层的新型磺基甜菜碱表面活性剂的研究适合低渗透砂岩油层的新型磺基甜菜碱表面活性剂的研究报道了以中部有芳环的长链烷基为亲油基的一种新的驱油用磺基甜菜碱SLB-13,给出了化学结构,讨论了亲油基最佳结构.45℃时该表面活性剂水溶液在0.05～3.0 g/L宽浓度范围可产生超低(10-3 mN/m)油水界面张力.在尺寸4.5×4.5×3.0(cm)、纵向渗透率变异系数0.72、平均渗透率29×10-3～45×10-3 μm2的石英砂胶结岩心上,使用黏度10 mPa·s的模拟油,在45℃考察了水驱之后注入0.3 PV化学剂段塞提高采收率的幅度及段塞注入性和提高波及体积能力(通过Ps/Pw值即注剂注水最大压差比),结果如下.1.0和3.0(g/L)SLB-13段塞仅提高采收率4.62%和3.41%,Ps/Pw值为0.37和0.43,注入性好但不能提高波及体积;0.4 HPAM(M=4.8×106)段塞提高采收率7.22%,Ps/Pw=1.05;3.0+0.4、1.0+0.4、1.0+0.8 SLB-13+HPAM复合段塞分别提高采收率8.68%、11.74%、16.20%,Ps/Pw值分别为1.04、1.37、2.30,最佳段塞为1.0+0.4 SLB-13+HPAM.SLB-13可用于大庆低渗油藏提高采收率.表3参6.作者：高明宋考平陈涛平刘春德 GAO Ming SONG Kao-Ping CHEN Tao-Ping LIU Chun-De 作者单位：高明,宋考平,陈涛平,GAO Ming,SONG Kao-Ping,CHEN Tao-Ping(教育部提高油气采收率重点实验室(大庆石油学院),黑龙江,大庆,163318)刘春德,LIU Chun-De(中国石油勘探开发研究院,北京,100083)刊名：油田化学ISTIC PKU英文刊名：OILFIELD CHEMISTRY 年，卷(期)：2008 25(3) 分类号：O647.2:TE357.46:TE39 关键词：磺基甜菜碱驱油表面活性驱超低界面张力体系磺基甜菜碱/聚合物复合体系注入性驱油效率非均质人造岩心低渗透砂岩油藏大庆油田。

双子基甜菜碱型表面活性剂的结构性能及在驱油方面的应用双子基甜菜碱型表面活性剂的结构性能及在驱油方面的应用一、引言表面活性剂是一类重要的化学物质，具有调节液体表面张力、改变相之间亲疏性以及增加界面活性等功能。

它们在各个领域中的应用广泛，包括石油工业的驱油过程。

近年来，双子基甜菜碱型表面活性剂成为驱油领域的研究热点，本文将深入探讨其结构性能及在驱油方面的应用。

二、双子基甜菜碱型表面活性剂的结构性能1. 结构特点双子基甜菜碱型表面活性剂的结构特点是含有两个疏水基团和一个亲水基团。

这种结构在石油驱油过程中具有重要的功能。

疏水基团可以吸附在油水界面上，形成胶束结构，而亲水基团则可以与水分子发生相互作用，增加水相与油相之间的相容性。

2. 表面活性性能双子基甜菜碱型表面活性剂具有较低的临界胶束浓度（CMC），即它们在低浓度下就能形成胶束结构，在降低液体表面张力和增加溶液稳定性等方面表现出优异的性能。

此外，它们的表面活性性能还受其结构的影响，如疏水基团和亲水基团的长度、取代基的性质等。

三、双子基甜菜碱型表面活性剂在驱油方面的应用1. 提高油水分离效率双子基甜菜碱型表面活性剂可以在油水界面上形成胶束结构，有效降低液体表面张力，并增加两相之间的相容性。

这样一来，油水分离过程中的乳化现象将被抑制，提高了油水分离的效率。

2. 改善油藏渗透性油藏渗透性是影响石油开采效果的一个重要因素。

双子基甜菜碱型表面活性剂可以在油藏中形成胶束结构，并改善油藏渗透性。

其疏水基团可以与岩石表面的油脂相互作用，使之减少或解离，从而降低了岩石渗透性的损害。

3. 提高驱油效果双子基甜菜碱型表面活性剂还可以通过形成胶束结构进一步提高驱油效果。

胶束结构可以将油相包裹在内，形成胶束—油相复合物，使之更容易从岩石孔隙中流动，并促进石油的释放和流动。

四、结论双子基甜菜碱型表面活性剂通过其独特的结构特点，在驱油过程中发挥重要作用。

其优异的表面活性性能使之成为一种理想的驱油剂。

专利名称：一类松香基磺基甜菜碱两性表面活性剂及其性能专利类型：发明专利
发明人：裴晓梅,闫婷婷,宋冰蕾,崔正刚
申请号：CN201710190961.7
申请日：20170328
公开号：CN106943948A
公开日：
20170714
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种以脱氢枞酸为原料而合成的磺基甜菜碱两性表面活性剂R‑HSB及其性能。

其中R‑HSB的分子结构如下：本发明给出了这种新型松香基磺基甜菜碱的分子结构与合成方法。

该表面活性剂具有良好的水溶性，25℃下在水中的溶解度达到2.30×10mol/L，临界胶束浓度cmc为
1.26×10mol/L，γ为37.0mN/m，在水/空气界面的饱和吸附量Γ为
2.51×10mol/cm。

该表面活性剂的主要合成原料脱氢枞酸来自天然产物松香，具有可再生、可生物降解、来源丰富、结构易于修饰等优点。

由于该表面活性剂具有低毒性、低刺激性和易生物降解性等优点，可满足工业应用要求的高性能表面活性剂，如在油田的驱油剂、日用化学品、杀菌剂、抗静电剂和日常清洁剂的配方中。

申请人：江南大学
地址：214122 江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道1800号
国籍：CN
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两类甜菜碱型表面活性剂缓蚀行为的研究两类甜菜碱型表面活性剂缓蚀行为的研究•类别：金属加工•作者：曾凌三，梁本熹，张跃龙，唐辉尧•关键词：月桂基甜菜碱，金属缓蚀剂，表面活性剂•【内容】•甜菜碱是一类优良的两性表面活性剂,在工业上获得了广泛应用.而月桂酰胺甜菜碱除具有一般甜菜碱的性质外,还具有极好的生物降解性能,降解迅速完全;对皮肤与眼睛刺激性极小;毒性低;发泡、抗静电、乳化性能优良等特点,其主要性质类似月桂基咪唑啉两性表面活性剂.甜菜碱两性表面活性剂对碳钢具有一定的缓蚀作用已为人们所知,但对其缓蚀行为的研究却未见报导.咪唑啉型缓蚀剂是一类新型高效缓蚀剂,其中以月桂基咪唑啉为代表的咪唑啉型表面活性剂对金属的缓蚀性能已引起国内外学者的关注.因此,对性质类似咪唑啉的月桂酰胺甜菜碱的缓蚀行为研究就显得更为重要了.本文采用电化学、失重等方法研究了月桂酰胺甜菜碱和月桂基二甲基甜菜碱在硫酸溶液中对碳钢的腐蚀电化学行为和吸附规律.1实验方法1.1甜菜碱的制备月桂基二甲基甜菜采用市售商品.月桂酰胺甜菜碱的合成制备.根据梁本熹等人提出的咪唑啉水解反应为碱催化酸抑制的观点,合成工艺路线为:首先由月桂酸与羟乙基乙二胺进行热缩脱水,生成N-羟乙基氨乙基月桂酰胺,然后在碱性条件下将其与烷基化试剂氯乙酸钠反应,则生成月桂酰胺甜菜碱.1.2缓蚀性能测试实验材料10#碳钢,经180#砂布打磨去锈,1～5#金相砂纸磨至镜面光亮,再用无水酒精、丙酮清洗,冷风吹干,放入干燥器中备用.实验药品纯度化学纯以上,所有溶液均用二次蒸馏水配制.采用常规失重法测量腐蚀速度.实验温度除“温度影响”项目外,均为40℃.采用动态恒电势法测量极化曲线,辅助电极为大面积铂电极,参比电极为饱和KCl甘汞电极.扫描速度:100mV/min,实验温度:20±0.5℃.电极电势值均为饱和甘汞标.2实验结果与讨论2.1甜菜碱的缓蚀性能甜菜碱浓度对缓蚀性能的影响如表1所示.它们在硫酸溶液中对碳钢均具有较好的缓蚀性能,且EADS优于BS-12.随着浓度的增加,缓蚀率亦增加,当达到一定浓度后,缓蚀率变化甚小,故在后续实验中EADS浓度均取1mmol/L,BS-12均取 1.5mmol/L.2.2甜菜碱对碳钢电化学腐蚀行为的影响碳钢在含有1mmol/LEADS或 1.5mmol/LBS-12的0.5mol/LH2SO4溶液中的恒电势动态极化曲线如图1和图2所示.无论介质中是否含EADS和BS-12,碳钢在0.5mol/LH2SO4溶液中均为活化腐蚀,不存在钝化现象,EADS和BS-12在碳钢表面发生了吸附,它们的加入明显阻滞了碳钢的阳极溶解过程,EADS影响大于BS-12,而对阴极过程影响较小.这说明EADS和BS-12甜菜碱主要属以阻滞阳极过程为主的缓蚀剂,即主要属供电子型缓蚀剂,由缓蚀剂向金属提供电子对,因而有利于抑制阳极反应.缓蚀性能EADS优于BS-12,此结论与2.1结论一致.碳钢在实验溶液中的自腐蚀电势变化较小(0.5mol/LH2SO4中:-0.470V,0.5mol/LH2SO4+1mmol/LEADS中:-0.442V,0.5mol/LH2S O4+1.5mmol/LBS-12中:-0.447V),这说明电极电势对电极表面的吸附行为影响可以忽略,甜菜碱的作用机理具有“覆盖效应”,因此可视甜菜碱的缓蚀率(η)为覆盖度(θ).2.3温度对缓蚀性能的影响温度对缓蚀性能的影响关系如图3所示.随着温度升高,缓蚀率下降,覆盖度下降,这说明甜菜碱在碳钢表面的吸附是一个放热过程.温度升高,对甜菜碱的吸附不利,其影响程度,当温度>40℃时,EADS>BS-12;而当温度<40℃时,则两者相当.2.4甜菜碱的吸附规律若甜菜碱在碳钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温式规律,即θ/(1-θ)=KaC,则应满足与logC呈线性的关系,吸附平衡Ka为常数.但从图4可以看出, 与logC却呈折线关系,Ka并非常数,出现等温吸附覆盖度转变点(θ转).这说明硫酸溶液中甜菜碱在碳钢上的吸附行为不遵循Langmuir吸附等温式.实际上有机甜菜碱在碳钢表面上的吸附过程较为复杂,它可能遵循两个不同的吸附规律.作为固体金属电极,尽管经过一些处理,其表面并非完全均匀,各处吸附能力不同,一些活性点(晶间、位错等)将被优先吸附.另外,被吸附的分子间还存在着一定的相互作用,所以存在着这两方面的影响.实验表明,在不同的吸附覆盖度下,这两种影响因素其程度是不同的..当吸附覆盖度较小时(θ<θ转),甜菜碱在碳钢表面上的吸附行为遵循Temkin吸附等温式,即(1)式两边取对数整理得呈线性关系(见图5),这说明当θ<θ转时,相邻的被吸附分子间的相互作用可以忽略,影响吸附自由能的主要因素是碳钢表面的不均匀性.f为表征碳钢试片表面不均匀性的参数.当吸附覆盖度较大时(θ>θ转),甜菜碱在碳钢表面上的吸附行为遵循Frumkin吸附等温式,即与θ呈线性关系(见图6).这说明当θ>θ转时碳钢电极表面活性点已基本被甜菜碱分子所占据,剩余表面的均匀性较好,各处吸附自由能的差异小,而影响甜菜碱吸附行为的主要因素已转变成被吸附分子间的相互作用了.a为表征吸附层中吸附粒子间相互作用力的参数,0<A<2< FONT>为引力;a<0为斥力;a=0,无作用力,即此时遵循Langmuir吸附等温式.由图5和图6,采用最小二乘法可以获得吸附等温式中的B1,f,B2,a等参数(见表2).表2甜菜碱吸附等温式中的参数值根据Arrhenius方程,将此关系代入(4)式,得,作与1/T关系图(见图7),采用最小二乘法可获得甜菜碱在碳钢表面上的吸附热△Ha为:EADS64.82kJ·mol-1;BS-12为49.86kJ·mol-1.由甜菜碱的ΔG0和ΔHa的实验数据和腐蚀电化学行为可知,甜菜碱在碳钢表面的吸附主要是化学吸附.由于其分子中有两个原子或原子团和同一个金属离子形成配位键,而生成环状化物,根据王静云等人对酰胺羧酸型缓蚀剂的研究结果,可以认为EADS 分子中的N和O原子与金属离子或原子发生配位,形成了Fe-N和Fe-O键,即在碳钢表面生成了不溶性螯合膜.螯合基团和表面活性基团结合为一体,这样就大大增强了甜菜碱在金属表面的化学吸附.BS-12分子不具备形成螯合膜的条件,但Fe-O键还有可能存在,因此形成吸附膜.显然,EADS分子的化学吸附作用比BS-12分子强.温度对其缓蚀性能的影响,EADS>BS-12,也清楚表明了这点.由于甜菜碱分子中均存在着季铵阳离子,所以它又易与金属表面负电荷区发生物理吸附.不过与化学吸附相比,只是物理吸附较小而己.因此,这两种甜菜碱在碳钢表面的吸附主要是化学吸附.据上讨论,作者又采用方波电势法测量了上述体系在稳定电位下的微分电容值,d为吸附膜层厚度,ε为体系介电常数,EADS为 6.28μF/cm2,BS_12为35.05μF/cm2,两者相差甚大,因此,我们认为EADS分子有可能垂直吸附在碳钢表面上,EADS分子化学吸附作用强,极性基团吸附在金属表面上,烷基憎水基团碳氢链指向溶液内部,使得吸附膜层较厚,微分电容较小.而BS-12分子却可能是平卧吸附,因而膜层较薄,微分电容较大.EADS分子中存在着酰胺基,化学吸附作用强,膜层牢固,明显改变了金属表面的电荷状态和界面性质.加之它链长、分子量大,又可能是立式吸附,以致使得膜层厚,对金属表面的屏蔽覆盖作用强,有效抑制了与腐蚀反应有关的物质和电荷的传递.所以EADS的缓蚀性能优于BS-12,即酰胺羧酸型甜菜碱的缓蚀性能优于羧酸型甜菜碱.3结论1)月桂酰胺甜菜碱和月桂基二甲基甜菜碱在硫酸溶液中对碳钢均具有较好的缓蚀性能,属阳极控制型缓蚀剂.2)月桂酰胺甜菜碱和月桂基二甲基甜菜碱在硫酸溶液中对碳钢的吸附主要是化学吸附,在不同的吸附区间内分别遵循Temkin吸附等温式和Frumkin吸附等温式.吸附分子间存在斥力,吸附过程为放热反应.3)月桂酰胺甜菜碱的缓蚀性能和化学吸附性能强于月桂基二甲基甜菜碱.参考文献1汪祖模,徐玉佩.两性表面活性剂.北京:轻工业出版社,19902宁世光,石明理,刘奉玲等.咪唑啉衍生物对钢在酸中的缓蚀作用与电子密度和前线轨道能量的关系.中国腐蚀与防护学报,1990,10(4):3833杨熙珍,张鹤呜,王白等.含硫咪唑啉衍生物对氢氟酸中钢的缓蚀作用机理.中国腐蚀与防护学报,1990,10(4):3914毛焕菊.N-烷基高级脂肪酰胺型表面活性剂的合成及性能研究:[硕士论文].长沙:湖南大学化学化工学院,19935曹楚南.缓蚀剂研究中的电化学测量技术.材料保护,1990,23(1～2):406王静云,汤克峻.酰胺羧酸型缓蚀剂的合成及其缓蚀作用的研究.化工腐蚀与防护,1992,(2):41。

两种磺基甜菜碱的溶液性能研究印柱;郑延成;吴川;谢谦;连响;金梦芽【摘要】以烷基酚、环氧氯丙烷、二甲胺和3-氯-2羟基丙烷磺酸钠为主要原料经醚化、叔胺化和季铵化,合成了十二烷基酚磺基甜菜碱两性表面活性剂(DPMS),并对其结构进行了表征,测试了无机盐对溶液的表面活性的影响,并与十六烷基丙烷磺基甜菜碱(CP16S)进行了对比;探讨了温度、无机盐对溶液临界胶束浓度(CMC)的影响,用Gibbs胶束公式计算了表面性能参数.实验结果表明,DPMS和CP16S在蒸馏水中的CMC分别为0.218 mmol/L和0.031 mmol/L,对应浓度下的表面张力(γcMc)分别为32.24 mN/m和30.55 mN/m,无机盐浓度提高,CMC下降幅度不大;酚磺基甜菜碱形成胶束的过程属于焓和熵共同驱动过程.CP16S与C8～12的烷烃间的界面张力比DPMS高,在2.6～3.6 mN/m,DPMS与癸烷界面张力可达到0.057 mN/m;矿化度增加,DPMS与胜利原油的界面张力先降低后增加,当矿化度组成为2.5％ NaCl+0.1％CaCl2时,DPMS达到0.019 mN/m,表明DPMS具有较强的降低胜利原油界面张力的能力.%Dodecylphenol betaine amphoteric surfactant (DPMS) was synthesized by etherification,tertiary amine and quaternary ammonium usingdodecylphenol,epichlorohydrin,dimethylamine and sodium 3-chloro-2-hydroxy propane sulfonate as raw materials in the presence of catalyst,the structure was characterized by FT-IR,and effect of inorganic salts on solution surface tension was determined,compared with 3-(palmityldimethylammonio) propane sulfonate (CP16S).The surface tension of DPMS in distilled water and 0.5 ％NaCl at 298.15-328.15 K were determined.The interfacial tensions between DPMS and Shengli crudeoil,alkane with carbon number varying with 8 to 16 at 50 ℃ were measured.The results showed that critical micelle concentrations (CMC) reduce a little with the increase of salt concentration,and CMC of DPMS is smaller than that of CP16S.CMC values of DPMS and CP16S are 0.218 mmol/L and 0.031 mmol/L,with the corresponding surface tension (γCMC) of 32.24 mN/m and 30.55 mN/m,respectively.The enthalpy and entropy change during the micelle formation of DPMS in aqueous solution were calculated,which showed that addition of salt can help to the formation of micelle,and formation of the micelles are driven by entropy and enthalpy.Interfacial tension between DPMS and decane is 0.057 mN/m and 0.019 mN/m with crude oil in aqueous solution of 2.5％ NaCl-+-0.1％CaCl2,while CP16S has higher interfacial tension with alkanes.【期刊名称】《精细石油化工》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】6页(P65-70)【关键词】甜菜碱;合成;结构;表/界面张力;热力学参数【作者】印柱;郑延成;吴川;谢谦;连响;金梦芽【作者单位】长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023;长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京100083;长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023;长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023;长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023【正文语种】中文【中图分类】TQ423.3甜菜碱两性表面活性剂分子中既有阳离子亲水基，又有阴离子亲水基，呈现出许多传统表面活性剂所不具有的性能。