论文部分内容阅读
脂肪醇聚氧乙烯醚基氧化胺(Cm(EO)nAO)表面活性剂是一类将聚氧乙烯片段((EO)n)插入到长疏水碳链(Cm)和亲水基团(AO)之间的表面活性剂。为了探索Cm(EO)nAO分子结构与性质之间的内在关系，本文设计合成了五种N, N-二甲基-N-脂肪醇聚氧乙烯醚基氧化胺C12(EO)nAO(n=0,1,2,3,4)。分别用红外光谱、核磁氢谱和电喷雾质谱验证这些物质的分子结构，测定其表面化学性质参数、胶束聚集数和界面扩张粘弹性，同时归纳了其分子结构与上述性质之间的内在关系。此外，为了进一步研究(Cm(EO)nAO)与结构相近的烷基二甲基氧化胺(C12-14AO)在应用性质方面的异同之处，本文以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)为原料合成了C12-14(EO)3AO，考察了C12-14(EO)3AO的表面张力、耐盐性、抗硬水性能、钙皂分散性(LSDP)、润湿性和泡沫力等性能并与C12-14AO进行了比较。在本文实验研究范围内，主要研究结果如下：（1）EO链长度对C12(EO)nAO(n=0,1,2,3,4)表面化学性质的影响。结果表明：随着EO链长度(n)从1增加到4，cmc降低、γcmc略微增大、Гm减小、C20减小、pC20增大和Amin略增大，C12AO的cmc最高。滴体积法和稳态荧光法测的logcmc与n的拟合方程分别为：logcmc=-3.519-0.080n(n=1,2,3,4)，logcmc=-3.396-0.106n(n=1,2,3,4)。（2）EO链长度对C12(EO)nAO(n=0,1,2,3,4)胶束聚集数的影响。结果表明：随着EO链长度(n)从0增加到4，胶束聚集数(Nm)与浓度关系分别为：Nm=5.20c+30.97，Nm=26.94c+54.25， Nm=29.33c+46.01，Nm=30.65c+41.72，Nm=33.36c+35.39。随着EO链长度(n)从1增加到4，胶束聚集数(Nm)和临界胶束聚集数(Nm,c)均减小，C12AO的胶束聚集数(Nm)和临界胶束聚集数(Nm,c)均最小。Nm,c与n之间的拟合方程为：Nm,c=67.46-6.99n(n=1,2,3,4)。（3）EO链长度对C12(EO)nAO(n=0,1,2,3,4)界面扩张粘弹性的影响。结果表明：C12(EO)nAO(n=0,1,2,3,4)随着扩张频率的增大，扩张模量和扩张弹性均增大，扩张粘性则减小，另外，随着浓度的增大，扩张弹性和扩张粘性均先增大，达到一个极大值之后随着浓度的增大而减小，而随着浓度增大，相角增大。随着EO链长度(n)从1增加到4，扩张弹性逐渐减小，C12AO的扩张弹性最小。(4) C12-14(EO)3AO与C12-14AO应用性能之比较。用吊环法测得在25℃时C12-14(EO)3AO的cmc为6.03×10-5mol·L-1，γcmc为31.17mN·m-1，与C12-14AO相比，C12-14(EO)3AO的cmc降低约一个数量级；其耐盐和耐硬水性能未有明显提高，两者在13.8%的NaCl中均澄清透明，均能耐受5%的钙镁硬水；C12-14(EO)3AO的起泡力和润湿力(148mm,40.1s)均优于C12-14AO(138mm,77.9s)；C12-14(EO)3AO的钙皂分散力(6)优于C12-14AO(14)。这些结果都表明C12-14(EO)3AO相较于C12-14AO具有很好的表面活性，良好的应用性能。