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双子表面活性剂是一类同时具有两个亲水基和两条疏水链的新型表面活性剂。双子表面活性剂具有比普通表面活性剂更好的表面活性。本文合成了一类具有酰胺基团的双子表面活性剂。分别以乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、丙烯酸乙酯和脂肪酰氯为主要原料,通过加成、酰化、皂化等反应合成了一系列羧酸盐双子表面活性剂,并通过红外光谱法和核磁共振谱法对其结构进行了表征。 本文以双子表面活性剂作为模型化合物,系统地研究了疏水链和连接基团的结构改变对表面活性剂的表面吸附行为的影响。测定了双子表面活性剂在纯水和一定离子强度水溶液中的表面张力。通过表面张力随浓度变化的γ-lgC曲线获得了各双子表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)以及临界胶束浓度时的表面张力(γcmc)、饱和吸附量(Γmax)和标准吸附自由能(ΔGad0)等物化参数。结果表明,双子表面活性剂疏水基结构和连接基团的结构的变化对吸附和表面张力有重要的影响。双子表面活性剂的表面张力比传统表面活性剂的表面张力低,cmc值比传统表面活性剂低大约一个数量级。在纯水或者0.01mol/L NaCl水溶液中,随着双子表面活性剂的疏水基碳原子数的增加,临界胶束浓度(cmc)和最低表面张力(γcmc)都是依次降低。随着双子表面活性剂的连接基团碳原子数的增加,临界胶束浓度(cmc)和最低表面张力(γcmc)都是依次升高。 测定了双子表面活性剂的扩张粘弹性质。在不同工作频率下,双子表面活性剂的扩张模量、弹性、粘性均随浓度增大会出现一个极大值,之后再减小,相角随浓度的增大而增大;在不同的浓度条件下,表面活性剂的扩张模量、弹性均随频率的增大而增大,相角和粘性随频率的增大而减小。 考查了双子表面活性剂对磷矿石的浮选性能。双子表面活性剂与脂肪酸复配后,反浮选,精矿P2O5品位提高1.3%,P2O5回收率能提高3.4%。双子表面活性剂能增强油酸对胶磷矿中白云石的浮选能力。