基本信息
- 项目名称：
- Gemini阳离子表面活性剂的合成与表征
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- Gemini型表面活性剂是一类新型的表面活性剂，使得溶液表面活性得到突破性的提高。本课题旨在通过自制的环氧基活性中间体与叔胺盐酸盐反应，合成一种双烷基双季铵盐类阳离子表面活性剂。对产物进行了定量分析，考察了反应时间、反应物料量的配比等因素对其收率的影响,并通过正交试验优化了合成工艺条件。
- 详细介绍：
- 通过自制的环氧基活性中间体与叔胺盐酸盐反应，合成一种双烷基双季铵盐类阳离子表面活性剂。对经过重结晶、常温真空干燥处理后的产物Gemini表面活性剂进行了定量分析，考察了反应时间、反应物料量的配比、反应介质的量以及不同反应介质等因素对表面活性剂收率的影响。通过正交试验优化了合成工艺条件。运用电导法、液膜拉起法等方法对其cmc、表面张力、发泡力、增容力、乳化力、润湿力与吸水性进行表征。得到HLB值为34.475，γcmc为39.5mN/m，Krafft Point＜0℃等性能指标。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本课题旨在通过自制的环氧基活性中间体与叔胺盐酸盐反应，合成一种双烷基双季铵盐类阳离子表面活性剂。对经过重结晶、常温真空干燥处理后的产物Gemini表面活性剂进行了定量分析，考察了反应时间、反应物料量的配比、反应介质的量以及不同反应介质等因素对表面活性剂收率的影响，确定了较优合成工艺条件。运用电导法、液膜拉起法等方法对其cmc、表面张力、发泡力、增容力、乳化力、润湿力与吸水性进行表征。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性与先进性主要体现在：具有很低的Krafft点和cmc值，显著降低油水界面的表面张力，良好的水溶性等。国外学者L.Wattebled等人研究了某些添加剂对Gemini表面活性剂性质的影响。石油采集领域，M.Salehi做了表面活性剂在裂缝采油中驱油剂的应用研究。 独特之处体现在双烷基双季铵盐表面活性剂的合成过程及其性能指标，如HLB值为34.475，Krafft点＜0℃。
应用价值和现实意义
- 1、本产品在与造纸中柔软剂对比试验显示，其对卫生纸类纸张的柔软度改观尤其明显，可保证纸张在几年内不生菌、不霉变。 2、在杀菌方面，对于大肠杆菌等革兰氏阴性菌有很强的杀菌作用。 3、在沥青乳化方面，路面抗软化、抗融化性能更高。 4、其可作为添加剂加入洗发过程中，中和头发及洗发水中大量负离子，使发丝更加柔顺、服帖。 5、添加在瓷砖勾缝剂中能使勾缝剂长期不生菌、不霉变、不发黑的良好效果。
学术论文摘要
- Gemini型表面活性剂是一类新型的表面活性剂，可以使溶液表面活性得到突破性的提高。本课题旨在通过自制的环氧基活性中间体与叔胺盐酸盐反应，合成一种双烷基双季铵盐类阳离子表面活性剂。对经过重结晶、常温真空干燥处理后的产物Gemini表面活性剂进行了定量分析，考察了反应时间、反应物料量的配比、反应介质的量以及不同反应介质等因素对表面活性剂收率的影响。通过正交试验优化了合成工艺条件。运用电导法、液膜拉起法等方法对其cmc、表面张力、发泡力、增容力、乳化力、润湿力与吸水性进行表征。得到HLB值为34.475，γcmc为39.5mN/m，Krafft Point＜0℃等性能指标。
获奖情况
鉴定结果
参考文献
- [1] 刘晶，张世伟，刘兴涛，等．Gemini表面活性剂的研究现状及其前景[J]．精细与专用化学品，2008．(14) ：9-11 [2]韦星船，郑成，邓翠仪，等．双子季铵型表面活性剂合成工艺与性能表征[J]．广州化工，2007，35（6）：2-4 [3]赵增迎，陈建，韦庆林，等．季铵盐型Gemini表面活性剂的催化合成及性能测定[J]．工业催化，2007，15（增刊）：339，341-342 [4]范海明，祝小茗，李子臣，等，基于胱氨酸的gemini表面活性剂的合成及其性质[J]．物理化学学报，2007．23（7）：969
同类课题研究水平概述
- Gemini型表面活性剂的研究目前已成为表面活性剂和胶体化学研究的一个焦点，此类阳离子表面活性剂在杀菌、多孔材料合成等方面显示出良好的应用前景。Gemini型表面活性剂的表面活性、界面性质、聚集数、增溶性质等方面的报道已相继出现，各国已对Gemini表面活性剂作了大量的研究工作，并合成了许多新型Gemini表面活性剂，如：不对称型、无公害双糖型、阳离子（季铵盐）和阴离子（磷酸盐）的两性型。 国外在这方面的研究主要集中在Gemini型表面活性剂的添加剂上，通过添加剂来改良其相关性质，如：亲水性，HLB值等。近一段时期内Cecilia Bombelli等更基于Gemini在药物传载体方面的研究，发表了数篇论文且提出了在基因和药物传递、在治疗恶性肿瘤等领域的应用。 1999年，赵剑曦发表一篇有关国外Gemini表面活性剂的研究概况，引发了我国学者的极大兴趣。近年来，我国在此领域的研究相当活跃，韦星船等用四甲基丙二胺和溴代十二烷双子合成了季铵盐阳离子型表面活性剂。赵增迎等采用N,N,N’,N’-四甲基乙二胺和溴代十六烷制备成了双烷基溴化铵类的阳离子型Gemini表面活性剂；范海明等以胱氨酸为起始原料，合成了一类功能性的Gemini型表面活性剂N,N’-二对丁氧基肉桂酰胺基胱氨酸钠（SDBCC）和N,N’-二癸酰胺基胱氨酸钠（SDDC）。
