表面活性剂
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表面活性剂化学反应在化学领域中,表面活性剂是一类能够改善液体表面性质的化学物质。
表面活性剂在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用,比如洗涤剂、乳化剂、泡沫剂等等。
表面活性剂的化学反应是其发挥作用的关键,本文将对表面活性剂的化学反应进行探讨。
首先,表面活性剂在水溶液中的化学反应是其应用的重要方面之一。
当表面活性剂溶解在水中时,会发生丰富的化学反应。
比如阴离子表面活性剂在水中会形成胶束结构,这种结构在清洁剂中的应用十分广泛。
此外,阳离子表面活性剂在水中也会发生吸附作用,这种吸附作用在染料工业中有着重要的应用。
总的来说,表面活性剂在水溶液中的化学反应对其性能和功能起着决定性的作用。
其次,表面活性剂与其他化学物质之间的化学反应也是其应用的关键。
比如,表面活性剂与油脂之间的作用,是洗涤剂中的一个典型例子。
表面活性剂中的亲水基团与油脂中的疏水基团之间会发生疏水作用,从而使油脂分散在水中。
这种化学反应导致了表面活性剂在清洁剂中的有效性。
此外,表面活性剂还可以与酸碱等其他化学物质发生中和反应,从而影响其表面性质和乳化性能。
最后,表面活性剂在生物体系中的化学反应也是研究的热点之一。
在细胞膜表面,存在大量的表面活性剂,它们通过化学反应调节细胞内外环境的平衡。
表面活性剂在生物体系中的作用涉及到病毒颗粒、细胞膜融合等重要生物学过程,其化学反应机制值得深入研究。
综上所述,表面活性剂的化学反应是其在各个领域中应用的重要基础。
通过了解表面活性剂的化学反应机制,我们可以更好地理解其性质和功能,为其在日常生活和工业生产中的应用提供科学依据和技术支持。
希望本文能为读者提供一些有益的信息,促进对表面活性剂化学反应的深入理解。
1、 AES,活性含量70%,泡沫丰富稳定,耐硬水,去污能力强,去油能力弱,参考价格在10—12元。
PH值:7,2、 AES—1型表面活性剂,活性含量70%,泡沫丰富稳定,耐硬水,去污能力强,去油能力非常强,参考价格在8元。
PH值:7,3、 AOS,活性含量90--93%,泡沫丰富,二次起泡率会下降,耐硬水,去污能力中等,去油能力弱,参考价格在14—16元。
PH值:8--10,4、 LAS,活性含量70---90%,泡沫丰富,含量低的二次起泡明显下降,不耐硬水,去污能力强,去油能力弱,参考价格在12—14元。
PH值:10--12,5、磺酸,活性含量92--96%,泡沫丰富稳定,耐硬水,去污能力强,去油能力中等,参考价格在12—14元。
PH值:1,6、 6501,活性含量90%,泡沫丰富稳定,耐硬水,去污能力强,去油能力中等,有增稠作用,参考价格在14—18元。
PH值:7--10,7、 K12,活性含量90--93%,泡沫丰富,二次起泡率不高,不耐硬水,去污能力中等,去油能力弱,参考价格在14—16元。
PH值:8--10,8、洗洁精表面活性剂,活性含量70%,泡沫丰富稳定,耐硬水,去污能力强,去油能力非常强,参考价格在8元。
PH值:6--7,9、洗发水表面活性剂,活性含量70%,泡沫非常丰富稳定,耐硬水,温和柔性洗涤,头发易梳理,是洗发水专用的表面活性剂,参考价格在8元。
PH值:6--7,10、洗车液表面活性剂,活性含量70%,泡沫非常丰富稳定,耐硬水,去污能力中等,去油能力中等,是洗车液专用的表面活性剂,参考价格在8元。
PH值:6--7,11、高泡精,活性含量70%,泡沫非常丰富稳定,耐硬水,去污能力中等,去油能力中等,是生产泡沫型产品的专用表面活性剂,参考价格在8元。
PH值:6--7,12、脱脂剂,活性含量35%,去油能力特强,泡沫一般,耐硬水,去污能力强,参考价格在7元。
PH值:6--7,13、洗手液表面活性剂,活性含量70%,泡沫非常丰富稳定,耐硬水,温和柔性洗涤,不刺激皮肤,是洗手液专用的表面活性剂,参考价格在8元。
表面活性剂应用原理表面活性剂是一类化学物质,具有分子结构中同时存在亲水性和亲油性的特点。
它们在水和油之间起到界面活性的作用,可以降低液体表面张力,使液体能够更好地湿润固体表面。
表面活性剂的应用原理主要包括以下几个方面:1. 降低表面张力:表面活性剂分子结构中的亲水基团与亲油基团相互作用,形成分子在界面上的吸附层。
这一吸附层能够降低液体的表面张力,使液体更容易湿润固体表面,提高液体的渗透性和扩展性。
2. 分散和乳化作用:表面活性剂能够在液体中形成胶束结构,将油滴或固体微粒分散在水相中,形成分散体系。
这种分散作用可以使油、脂、颜料等不溶于水的物质均匀分散在水中,提高它们的溶解度和可操作性。
3. 渗透和浸润作用:表面活性剂能够改善液体与固体的接触性能,使液体更容易渗透进入固体内部。
这种渗透作用可以提高液体在固体上的浸润性,使液体能够更好地与固体接触和反应,提高工艺效率。
4. 乳化稳定作用:表面活性剂能够使油水两相形成均匀的乳状液体,称为乳化作用。
乳化剂通过在油水界面上形成吸附层,阻止油滴的聚集和沉淀,从而保持乳状液体的稳定性。
5. 胶束增溶作用:表面活性剂能够在溶液中形成胶束结构,将水溶性和油溶性物质同时溶解在溶液中。
这种胶束增溶作用可以提高溶液的溶解度和稳定性,扩大溶液的应用范围。
总之,表面活性剂应用原理主要包括降低表面张力、分散和乳化作用、渗透和浸润作用、乳化稳定作用以及胶束增溶作用等。
这些作用使得表面活性剂在各个领域中具有广泛的应用,如洗涤剂、乳化剂、润滑剂、抗静电剂、泡沫剂等。
1十二烷基二甲卞基氯化铵商品名称:阳离子----1227外观:室温下无色至淡黄色液体化学成份:性能及用途:本品易溶于水,对皮肤无刺激。
无毒,对金属无腐蚀,具有良好的酸性缓释性,抗静电性和很强的杀菌性。
可做为聚丙烯脂缓染剂,阳离子燃料分散剂。
作为杀菌剂,可用于油田注水杀菌,水质杀菌灭藻,畜产杀菌,医疗器械,餐具和食品加工设备的消毒杀菌。
质量指标:有效物含量45%±2,40%±2,30%±2三种规格。
PH值:6---8包装及运输:200kg塑料桶装,按一般燃油类贮运,置于通风干燥处。
2十二烷基二甲基氧化胺化学成份:外观:本品在酸性介质中呈阳离子特性,在中性和碱性介质中呈非离子特性。
具有对皮肤刺激性小,水溶性好,增稠稳泡好的特性。
用于配制高级轻垢洗液及高级香波、护发素、还可作为柔软剂、抗静电剂。
用于毛纤纺织行业。
质量指标:有效物含量30%±2PH值 6---8包装及运输:200kg塑料桶,按难燃油类贮存,置于通风干燥处。
3 烷基苯磺酸钠商品名称:LAS ABS化学成分:十二烷基苯磺酸钠外观:室温下淡黄色至黄色粘稠液体性能及应用:本产品是最典型的阴离子表面活性剂,有良好的润湿、乳化和去污能力。
作为洗涤剂有泡沫丰富,水溶性好,配伍性好,稳定性好的特点,大量用于洗涤剂和家用洗涤剂,也可用于香波,织物清洗剂,金属清洗剂及各种硬表面清洗剂,还可用于精密仪器、工业设备和医疗设备的清洗。
质量指标:有效物含量30% ±2PH值:7~9包装及贮运:200kg塑料桶装,按一般燃油类贮运,置于通风干燥处。
4 油酸三乙醇胺化学成分:油酸三乙醇胺外观:室温下为棕黄色油状物性能及应用:本产品具有优良的润湿,乳化,洗涤和脱脂的效果,对特种油污有较好的去除能力,并有一定的防锈效果。
可用于纺织油剂的乳化剂,是金属清洗剂和金属切削液的重要单体。
质量指标:有效物含量95%包装及贮运:200kg铁桶装,按一般燃油类贮运,置于通风干燥处。
一、名词解释1.表面与界面:界面是指物质的相与相之间的交界面(约几个分子厚的过渡区)。
若其中一项为气体,这种界面通常称为表面。
2.表面活性剂:表面活性剂是这样一种物质,它活跃于表面和界面上,具有极高的降低表、界面张力的能力和效率。
在一定浓度以上的溶液中形成分子有序组合体,从而具有一系列应用功能。
3.表面活性:这种因表面正吸附而使液体表面张力降低的性质称为表面活性。
表面活性剂所具有的润湿和反润湿,渗透和防水,乳化和破乳,分散和凝聚,起泡和消泡,洗涤,抗静电,润滑以及增溶等一系列作用称为表面活性。
4.临界胶束浓度(cmc):表面活性剂在水中随着浓度增大,表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层,多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢,聚集在一起形成胶束,这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(critical micelle concentration, cmc)。
5.Krafft点与浊点:对离子型表面活性剂,在温度较低时,表面活性剂的溶解度一般都较小,当达到某一温度时,表面活性剂的溶解度突然增大,这一温度被称为Krafft点。
对非离子型表面活性剂则不同,它存在浊点(cloud point),即一定浓度的表面活性剂溶液在加热过程中,表面活性剂突然析出使溶液浑浊的温度点。
6.特劳贝(Traube)规则:在稀水溶液中,当c很小时,γ-c略成直线,每增加一个一CH2一基团时,其负斜率约为原来的三倍。
7.效率和有效值:表面活性剂的效率(efficiency)由测定表面活性剂使水的表面张力明显下降至一定值时的所需浓度来度量的。
有效值(effectiveness) 是表面活性剂能使溶液的表面张力降低到可能达到的(一般在cmc附近)最小值(γcmc)。
8.酸值:是指中和1克脂肪中的游离脂肪酸所需的氢氧化钾的毫克数。
9.皂化值:是指水解1克油脂所需要氢氧化钾的克数。
10.冰山结构(iceberg sturcture):表面活性剂溶于水后,使水中原来的氢键结构重新排列,亲油基周围也形成一“整齐结构”,即所谓“冰山结构”。
17种常用表面活性剂月桂基磺化琥珀酸单酯二钠(DLS)一、英文名: Disodium Monolauryl Sulfosuccinate二、化学名:月桂基磺化琥珀酸单酯二钠三、化学构造式 :ROCO-CH2-CH(SO3Na)-COONa四、产品特征1.常温下为白色细腻膏体,加热后(>70℃)为透明液体;2. 泡沫精密丰富;无光滑感,特别简单冲刷;3.去污力强,脱脂力低,属常有的平和性表面活性剂;4.能与其余表面活性剂配伍,并降低其刺激性;5.耐硬水,生物降解性好,性能价钱比高。
五、用途与用量:1.用途:配制平和高粘度高度洁净的洗手膏(液)、泡沫洁面膏、泡沫洁面乳、泡沫剃须膏,也可配制爽洁无光滑的泡沫沐浴露、珠光香波等。
2.介绍用量: 10—60%。
脂肪醇聚氧乙烯醚( 3)磺基琥珀酸单酯二钠MES一、英文名: Disodium Laureth(3) Sulfosuccinate 二、化学名:脂肪醇聚氧乙烯醚( 3)磺基琥珀酸单酯二钠三、化学构造式:RO(CH2CH2O)3COCH2CH(SO3Na)COONa 四、产品特征:1.拥有优秀的清洗、乳化、分别、湿润、增溶性能;2.刺激性低,且能明显降低其余表面活性剂的刺激性;3.泡沫丰富精密稳固;性能价钱比高;4.有优秀的钙皂分别和抗硬水性能;5.复配性能好,能与多种表面活性剂和植物提取液(如皂角、首乌)复配,形成十分稳固的系统,创制天然用品;6.脱脂力低,去污力适中,极易冲刷且无光滑感。
五、用途与用量:1、用途:制造洗发香波、泡沫浴、沐浴露、洗手液、外科手术冲洗及其余化妆品、清洗日化产品等,还可作为乳化剂、分别剂、湿润剂、发泡剂等。
宽泛用于涂料、皮革、造纸、油墨、纺织等行业。
2、介绍用量:在香波中为8-12%,在浴液顶用量为10-15%,其余化妆品中为 %。
应用时PH值不该超出 7。
椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠DMSS一、英文名: Disodium Cocoyl Monoethanolamide Sulfosuccinate二、化学名称:椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠三、构造式: RCONHCH22OCOCHCH(SO3Na)COONa四、产品特征:1.拥有优秀的清洗、乳化、分别、湿润、增溶性能;2.刺激性低,且能明显降低其余表面活性剂的刺激性;3.泡沫丰富精密稳固;稳泡性能优于醇醚型磺基琥珀酸单酯二钠;4.有优秀的钙皂分别和抗硬水性能;5.脱脂力低,去污力适中,极易冲刷且无光滑感。
表面活性剂的合成及应用一、概述表面活性剂是一种具有吸附性、降低表面张力和增强液体分散、乳化和稳定等性能的化学物质。
它广泛应用于日常生活中的个人护理、清洁剂、医药及农业等领域。
二、表面活性剂的合成表面活性剂的合成大致分为四种类型:硫酸酯类、磺酸盐类、胺盐类和羟基烷基硫酸酯类。
这里我们以磺酸盐类为例进行介绍。
磺酸盐类的合成有两种方法:一种是使用磺酸与醇进行缩合反应,另一种是采用磺化反应。
最常见的是使用磺酸与醇缩合反应。
具体步骤如下:1.磺酸与醇进入反应釜中,加入催化剂2.加热并搅拌反应物3.反应结束后,将产物分离出来并洗涤干净4.通过蒸馏和干燥,得到表面活性剂产品三、表面活性剂的应用1.个人护理领域表面活性剂广泛应用于个人护理领域中的洗发水、沐浴露等产品中。
它们可以降低水和油之间的表面张力,从而增强产品洗涤、清洁、发泡和柔顺的效果。
2.清洁剂领域表面活性剂被广泛应用于各种清洁剂中,如洗衣液、洗碗液、洗手液等。
它们能够有效去除油污、污渍、细菌和病毒等,同时还可以使清洁剂更易于涂布、清洁和排水。
3.医药领域表面活性剂在医药领域中的应用十分重要。
它们可以被用于药物的输送、制剂的稳定性、溶解性和生物可及性的提高等方面。
同时,它们还可以用于制备医用清洗剂、绷带和敷料等医用产品。
4.农业领域表面活性剂在农业领域也有着广泛的应用。
它们可以作为农药的分散剂、增粘剂和稳定剂来使用。
同时还可以通过表面活性剂的添加来提高农药的喷雾均匀度和吸附性,从而提高农药的使用效果。
四、总结表面活性剂是一种很特殊的化学物质,它可以被应用于很多领域,如个人护理、清洁剂、医药和农业等。
通过对表面活性剂的学习,我们能够更加深入地了解它的性质、合成和应用,从而更加全面地开发和利用这种化学物质。
常用的十七种表面活性剂月桂基磺化琥珀酸单酯二钠( DLS)一、英文Disodium Monolauryl二、化学名:月桂基磺化琥珀酸单酯二钠三、化学结构式: ROCO-CH2-CH(SO3Na)-COONa四、产品特性1.常温下为白色细腻膏体,加热后(>70C)为透明液体;2.泡沫细密丰富;无滑腻感,非常容易冲洗;3.去污力强,脱脂力低,属常见的温和性表面活性剂;4.能与其它表面活性剂配伍,并降低其刺激性;5.耐硬水,生物降解性好,性能价格比高。
脂肪醇聚氧乙烯醚( 3)磺基琥珀酸单酯二钠MES一、英文名:Disodium Laureth(3) Sulfosuccinate二、化学名:脂肪醇聚氧乙烯醚( 3)磺基琥珀酸单酯二钠三、化学结构式:RO(CH2CH2O)3COCH2CH(SO3Na)COONa四、产品特性:1.具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿、增溶性能;2.刺激性低,且能显著降低其他表面活性剂的刺激性;3.泡沫丰富细密稳定;性能价格比高;4.有优良的钙皂分散和抗硬水性能;5.复配性能好,能与多种表面活性剂和植物提取液(如皂角、首乌) 复配,形成十分稳定的体系,创制天然用品;6.脱脂力低,去污力适中,极易冲洗且无滑腻感。
椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠DMSS一、英文名:Disodium Cocoyl Monoethanolamide Sulfosuccinate二、化学名称:椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠三、结构式:RCONHCH2CH2OCOCHCH(SO3Na)COONa四、产品特性:1.具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿、增溶性能;2.刺激性低,且能显著降低其他表面活性剂的刺激性;3.泡沫丰富细密稳定;稳泡性能优于醇醚型磺基琥珀酸单酯二钠;4.有优良的钙皂分散和抗硬水性能;5.脱脂力低,去污力适中,极易冲洗且无滑腻感。
单月桂基磷酸酯MAP一、英文名:Lauryl alcohol phosphate acid ester二、化学名:单月桂基磷酸酯三、化学结构式:ROPO(OH) 2 R:为天然月桂醇四、产品特性:1.优良的乳化性和增溶性。
表面活性剂1·表面活性剂在浓度很低时,能显著降低溶剂(一般是水)的表(界)面张力,从而明显改变体系的表(界)面性质和状态的物质称为表面活性剂。
2·临界胶束浓度形成表面活性剂完整胶束的最低浓度叫做表面活性剂的临界胶束浓度。
3·双亲结构在同一个表面活性剂分子中同时具有亲油基和亲水基。
4·乳化互不相溶的两种液体中一种液体以微小微粒分散于另一种液体中的现象叫乳化。
5·分散一种固体以微小粒子的形式均匀的散布于另一种液体中的现象叫分散。
6·浊点浊点又叫雾点。
非离子表面活性剂的特性。
(含醚键或酯基的)非离子表面活性剂在水中的溶解度随温度升高而降低,当达到一定温度时溶液开始变浑浊,这一温度叫浊点。
7·等电点等电点是两性表面活性剂的特性。
两性表面活性剂也有一个等电区域,即正、负离子离解度相等时溶液的pH值范围,这就是两性表面活性剂的等电点。
8·HLB值表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子,表面活性剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的量,定义为表面活性剂的亲水亲油平衡值。
9、HLB基团数如果HLB值是由表面活性剂分子中各种结构基团贡献的总和,则每个基团对HLB值的贡献可用数值表示,此数值称为HLB基团数10·乙氧基化在酸性或者碱性催化剂下,向有机分子内引入乙氧基的反应,称为乙氧基化反应11·润湿性润湿性是固体界面由固气界面转变为固液界面的现象。
定义:润湿作用固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程。
12·克拉夫(特)krafft点克拉夫特点(Krafft Point)。
离子型表面活性剂在温度较低时溶解度很小,但随温度升高而逐渐增加,当到达某一特定温度时,溶解度急剧陡升,把该温度称为克拉夫特点(又称临界溶解温度)。
二分类硫酸酯盐阴离子型磺酸盐型表面活性剂羧酸盐型磷酸酯盐型伯胺盐型离子型脂肪胺盐型仲胺盐型表面活性剂阳离子型叔铵盐型表面活性剂季铵盐型羧酸盐型两性型硫酸酯盐型表面活性剂磺酸盐型表面活性剂磷酸酯盐型聚氧乙烯型非离子型多元醇型表面活性剂烷(基)醇酰胺型聚醚型三问答1、基本性质、附加性质基本性质包括润湿、渗透、乳化、分散、增溶、起泡、消泡、洗涤、去污等附加性质包括润滑柔软性、杀菌性、抗静电性、均染性、防水性2、表面活性剂的结构特点双亲结构------在同一个表面活性剂分子中同时具有亲油基和亲水基。
N,N'-双棕榈酰基对苯二胺二乙基磺酸钠的合成及性能201809180695金礼俊1,2,唐善法1,2*,崔琰奇1,2,郑雅慧1,2(1.长江大学石油工程学院,湖北武汉430100;2.长江大学非常规油气湖北省协同创新中心,湖北武汉430100)摘要:以对苯二胺、棕榈酰氯、2-氯乙基磺酸钠为主要原料,经取代和酰化等反应合成了一种磺酸盐型双子表面活性剂N,N’-双棕榈酰基对苯二胺二乙基磺酸钠(DS16-P-16),用FTIR、1HNMR对中间体和目标产物进行了结构表征,并考察了其水溶性、表&界面活性、泡沫性能和乳化性能。
结果表明:在25℃时,DS16-P-16的临界胶束浓度(CMC为5.01×10-4mol/L)是传统表面活性剂十二烷基硫酸钠的6.9%,pC20(水的表面张力降低20 mN/m时所需溶液浓度的负对数)为3.61,表现出更好的降低水表面张力的效率;随着温度和溶液浓度的增大,DS16-P-16溶液与吉林油田原油的界面张力逐渐降低,且均低于1×10-2 mN/m,在45℃下,质量分数为0.5%的该溶液可将油水界面张力降低至1.46×10-2mN/m;在质量分数为0.1%时,DS16-P-16溶液的初始起泡高度为28cm,稳泡率可达93%,乳状液稳定时间为437 s 。
相同条件下,质量分数为0.1 %的传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的初始起泡高度为15cm,稳泡率为60%,乳化时间为128 s 。
关键词:表面活性剂;表面张力;泡沫性能;界面张力;乳化性中图分类号:TQ630 文献标识码: A 文章编号:1003-5214 (2018) 00-0000-00Synthesis and Properties of N,N'-Dipalmitoylp-phenylenediamine Diethyl SulfonateJIN Li-jun1,2, TANG Shan-fa1,2*, CUI Yan-qi1,2, ZHEN Ya-hui1,2(1. College of Petroleum Engineering, Yangtze University, Wuhan 430100, Hubei, China; 2. Hubei Cooperative Innovation Center of Unconventional Oil and Gas, Yangtze University, Wuhan 430100, Hubei, China)Abstract: A sulfonate Gemini surfactant, N,N'-dipalmitoyl p-phenylenediamine diethyl sulfonate (DS16-P-16) was synthesized by substitution and acylation reaction using p-phenylenediamine, palmitoyl chloride and sodium 2-chloroethyl sulfonate as main raw materials. The intermediate and target product were identified by FTIR and 1HNMR. The water solubility, surface/interfacial activity, foaming properties and emulsifying properties of DS16-P-16 were investigated. The results showed that the critical micelle concentration (CMC) of DS16-P-16 was 5.01×10-4 mol/L at 25 ℃, which was 6.26% of traditional surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS), pC20(the negative logarithm of the收稿日期:2018-09-18;定用日期:2018-00-00;DOI: 10.13550/j.jxhg.20180695基金项目:国家自然科学基金(51774049);国家自然科学基金(51474035)作者简介:金礼俊(1993—),男,硕士生,E-mail:*****************。
联系人:唐善法(1965—),男, 教授,E-mail: **************。
concentration of DS16-P-16 solution required to reduce the surface tension of water by 20 mN/m) was 3.61, indicated that DS16-P-16 had a better ability to reduce water surface tension. With the increase of experimental temperature and solution concentration, the interfacial tension between DS16-P-16 solution and crude oil in Jilin oilfield gradually decreased, both were lower than 10-2 mN/m. At 45℃, 0.5% DS16-P-16 solution could reduce the oil-water interfacial tension to 1.46×10-2 mN/m. The initial foaming height of 0.1% DS16-P-16 solution was 28 cm, the foam stabilization rate reached 93%, and the stable time of emulsion was 437 s. Under the same conditions, the initial foaming height of 0.1% SDS solution was only 15 cm, the foam stabilization rate was 60% and the emulsification time was 128 s.Key words: surfactant; surface tension; foaming properties; interfacial tension; emulsibility Foundation items: National Natural Science Foundation of China (51774049, 51474035)双子表面活性剂因其独特的分子结构而表现出特殊的性能[1-2],具有比传统表面活性剂更高的表面活性和独特的理化性质,是当前胶体与界面化学的研究热点[3-4]。
阴离子双子表面活性剂作为其重要组成部分,具有成胶束能力强、较好的润湿性、水溶性等优异性能,使其在三次采油领域有较大的应用前景[5-7]。
考虑到对环境的影响,绿色表面活性剂已逐渐成为当今表面活性剂的发展趋势。
研究表明,分子中引入酰胺基和磺酸基可以增强表面活性剂分子在环境中的生物降解性[8]。
目前国内对酰胺型阴离子双子表面活性剂产品的认识不足,品种还比较单一,已报道合成的酰胺型双子表面活性剂主要集中在季铵盐型双子表面活性剂的研究,对阴离子型双子表面活性剂的研究较少,尤其是酰胺基磺酸盐型双子表面活性剂的研究更为少见[9-10]。
秦文龙等[11]以二聚酸、N-甲基牛磺酸钠为主要原料合成了一种以柔性链为联结链的酰胺基磺酸盐型双子表面活性剂,发现该绿色表面活性剂有高的表面活性和优良的泡沫性能。
然而,以对苯二胺为联结链的酰胺基磺酸盐型双子表面活性剂的合成及性能研究至今尚未有文献作相关报道。
本文以对苯二胺、棕榈酰氯、2-氯乙基磺酸钠等为原料,经取代、酰化反应制备了一种以刚性链为联接链的酰胺基磺酸盐型双子表面活性剂DS16-P-16,并对目标产物进行结构表征与性能测定,以期为该类表面活性剂的实际应用提供理论依据。
1 实验部分1.1 试剂及仪器对苯二胺,质量分数为98%,天津市河东区红岩试剂厂;棕榈酰氯,质量分数为98%,中国医药上海化学试剂公司;2-氯乙基磺酸钠,质量分数为98%,济南润鑫鹏浩化工有限公司;氢氧化钠、丙酮、无水乙醇,AR,上海国药化学试剂有限公司;十二烷基硫酸钠(SDS),AR,成都科龙化工试剂厂;石蜡油,工业级,上海抚生实业有限公司;界面张力检测所用油样为吉林油田地面原油。
Vector-33型红外光谱仪,德国布鲁克仪器公司;Avance300型核磁共振仪,瑞士Bruker 公司;QBZY型全自动表面张力仪,上海方瑞仪器有限公司;Texas-500型旋滴界面张力仪,德国Kruss公司;DZTW型电热恒温水浴锅,上海医疗器械厂。
1.2 合成2-氯乙基磺酸钠与对苯二胺反应合成中间体对苯二胺N,N′-二乙基磺酸钠,然后再与棕榈酰氯反应合成目标产物N,N’-双棕榈酰基对苯二胺二乙基磺酸钠。
1.2.1 中间体对苯二胺N,N′-二乙基磺酸钠的合成将20g(0.185mol)对苯二胺和61.66g(0.37mol)2-氯乙基磺酸钠溶于水后加至三口烧瓶中,称取14.8g(0.37mol)氢氧化钠加入三口烧瓶,磁力搅拌并升温至90℃回流,恒温水浴保温10h后反应完毕,加入无水乙醇,将析出固体烘干即为棕色固体粉末对苯二胺N,N′-二乙基磺酸钠。
反应路线如下所示:1.2.2 目标产物N,N’-双棕榈酰基对苯二胺二乙基磺酸钠的合成称取10g(0.027mol)中间体对苯二胺N,N′-二乙基磺酸钠溶于水后加入三口烧瓶中,加入2.7g(0.068mol)氢氧化钠和20mL丙酮,将三口烧瓶置于冰水混合物中,在机械搅拌下缓慢滴加14.82g(0.054mol)棕榈酰氯,并保持反应体系的pH为8~10。
滴加完酰氯后升温至40℃反应10h。
将产物旋干后用热的无水乙醇洗涤并抽滤,然后将所得固体放在真空干燥箱中干燥24h,得到棕黄色固体粉末N,N’ -双棕榈酰基对苯二胺二乙基磺酸钠,总收率73.9%。
利用两相滴定法[12],以海明1622作为滴定剂,亚甲基兰和百里酚蓝作为混合指示剂,对目标产物的有效物含量进行测定,经定量分析该产物纯度为97.6%(质量分数)。