不对称季铵盐Gemini表面活性剂的合成及性质

第52卷第2期　2006年4月武汉大学学报(理学版)

J.Wuhan Univ.(Nat.Sci.Ed.)Vol.52No.2　Apr.2006,163～166

收稿日期:2005211210 通讯联系人　E 2mail :gaozn @https://www.wendangku.net/doc/8011538173.html,

基金项目:国家自然科学基金资助项目(40472079);湖北省自然科学基金资助项目(2000J 023)

作者简介:魏俊超(19812),男,硕士生,现从事应用高分子化学与表面活性剂研究.　E 2mail :junchaowei1001@https://www.wendangku.net/doc/8011538173.html,

文章编号:167128836(2006)022*******

不对称季铵盐G emini 表面活性剂的合成及性质

魏俊超,高志农 ,吕　波

(武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉430072)

摘　要:以N ,N 2二甲基脂肪胺和1,42二溴丁烷为原料,合成了一系列具有不同疏水链的不对称Gemini 表面活性剂C 12H 25(CH 3)2N +(CH 2)4N +(CH 3)2C m H 2m +1(C 12242C m ,m =12,14,16,18),并通过1H NMR (核磁共振氢谱)、MS (质谱)和元素分析等方法鉴定其结构.采用表面张力法测定15℃时,m =14,16,18的临界胶束浓度c cmc 值依次为7.56×10-7,9.72×10-7,1.23×10-6mol/L ;对应的表面张力γcmc 分别为28.46,30.08,28.71mN ?

m -1.关　键　词:不对称G emini ;合成;表面活性剂中图分类号:O 647 文献标识码:A

0　

引　言 Gemini 表面活性剂分子是由两个或两个以上

的两亲分子在其亲水头基处或靠近亲水头基处由一连接基团通过化学键连接而成.与传统的单链表面活性剂相比,Gemini 表面活性剂具有临界胶束浓度低、降低表面张力能力强、与其他表面活性剂混合使用时表现出良好的协同效应等诸多独特的性能[1],因此被誉为新一代表面活性剂[2].

目前,已经合成了数百种G emini 表面活性剂,其中双季铵盐G emini 表面活性剂因其独特的表面活性及其在杀菌消毒、多孔材料制备、生物体的分离提纯等诸多领域的广阔应用前景而备受人们关注[3～6].其中,绝大多数的研究集中于疏水链相同、具有对称结

构的双季铵盐G emini 表面活性剂,尤其是C s H 2s 2α,ω2

(C m H 2m +1(CH 3)2N +Br -)2(以C m 2s 2C m 表示)最为多见,有关不对称G emini 表面活性剂的报道却很少.Oda 等[7]合成了以—(CH 2)2—为连接基团的不对称G emini 表面活性剂C n 222C m ,Wang 等[8～10]对合成的Gemini 表面活性剂C n 2s 2C m (s =6,10)进行了详细研究,徐群等[11]合成了连接基团含有羟基的不对称双季胺盐Gemini 表面活性剂.

本文以长链烷基二甲胺和1,42二溴丁烷为原料合成了具有C 12242C m 结构的不对称Gemini 表面活性剂,并通过测定其平衡态表面张力,对其水溶液

的性质进行研究.

1　

实验部分1.1　试剂和仪器

N ,N 2二甲基十二胺、N ,N 2二甲基十四胺、N ,N 2二甲基十六胺、N ,N 2二甲基十八胺均为工业品;1,42二溴丁烷为分析纯试剂.

Mercury 2300型核磁共振仪(CDCl 3为溶剂,TMS 为内标.美国,Varian 公司),ZAB 23F 快速原

子轰击质谱仪(英国,V G 公司),Vario EL Ⅲ型元素分析仪(德国,Elementar 公司),Kr üss 2K12型界面张力仪(德国,Kr üss 公司).

1.2　不对称G emini 表面活性剂C 12242C m 的合成1.

2.1　合成路线

本文的合成方法(如图1)是在参考文献[7,8]的基础上改进而成的.1.2.2　中间体3的合成

在装有温度计、冷凝管的100mL 三颈瓶中加入0.02mol N ,N 2二甲基十二胺、过量的1,42二溴丁烷(至少0.06mol )、丙酮50mL ,在电磁搅拌状态下,水浴加热50℃,反应数小时,反应过程中用薄层色谱法(TL C )监测反应进程.待N ,N 2二甲基十二胺几乎反应完全(转化率>90%),停止反应,冷却至室温.无沉淀析出,说明没有双链副产物C 12242C 12

武汉大学学报(理学版)第52

卷

图1　不对称G emini 表面活性剂C 12242C m 的合成

生成.减压除去溶剂,剩余物质与正己烷混合、振荡,

有大量粘稠物质析出,除去上层液体.过量的1,42二溴丁烷和少量未反应的N ,N 2二甲基十二胺随正己烷一起除去;重复洗涤5～6次至液体澄清,得到白色粘稠物质即中间体3.1.2.3　C 12242C m 的合成

在250mL 三颈瓶中加入中间体3,用80mL 乙酸乙酯溶解,再加入N ,N 2二甲基十四胺0.02mol ,回流反应1h 左右,有白色混浊出现,继续反应6～8h ,停止反应.冷却至室温,过滤得到白色粉末状固体.用丙酮/乙酸乙酯(体积比1∶1)混合溶液重结晶4～5次,得产物C 12242C 14(5a ),产率为84%.采用相同的反应条件,将制得产物分别在丙酮/乙酸乙酯(体积比3∶1)、丙酮中重结晶,依次得到产物C 12242C 16(5b ),C 12242C 18(5c ),产率分别为86%,90%.1.3　临界胶束浓度的测定

采用吊片法,用界面张力仪测定不同浓度的不对称Gemini 表面活性剂溶液的平衡表面张力γ(mN ?m -1),由γ2lg c 曲线的转折点确定临界胶束浓度c cmc .所有用水全为二次蒸馏水,15℃下测定.

2　

结果与讨论2.1　反应条件的影响

TL C 监测反应进程时发现,在第一步反应中,

当保持1,42二溴丁烷与N ,N 2二甲基十二胺的摩尔比n 2∶n 1>3时,在30℃时反应需要3d ,而在50℃反应只需要15h 左右.当n 2∶n 1=2时,30℃下反应需要3d ,最终会有副产物C 12242C 12生成,50℃反应15h ,有副产物出现.

在第二步反应中,使用0.02mol (稍过量)的N ,N 2二甲基十四胺(或N ,N 2二甲基十六胺、N ,N 2

二甲基十八胺)与中间体3反应,生成物因不溶于该

反应体系而迅速沉淀出来,使第二步反应得以快速进行.由于所有反应物都溶于乙酸乙酯,而只有生成物以沉淀形式出现,故可以直接过滤得到产物,再经重结晶处理,保证了产物的纯度.2.2　产物的表征

所有产物都经1H NMR (核磁共振氢谱)、MS (质谱)和元素分析表征,与预期结果吻合.

5a (C 12242C 14)的1H NMR 谱图数据(化学位移):0.857～0.899(t ,6H ),1.253～1.358(d ,40H ),1.766(s ,4H ),2.169(s ,4H ),3.215(s ,12H ),3.397(s ,4H ),3.985(s ,4H ).快原子轰击质谱(FAB 2MS )数据(m/z ):590(M -HBr ),592(M -HBr );561(M -HBr -C 2H 5);269(C 12H 25(CH 3)2N +(CH 2)3CH 2?);297(C 14H 25(CH 3)2N +(CH 2)3CH 2?

);100((CH 3)2N +

CHCH 2CH 2CH 3).元素

分析数据(%)理论值:C 60.88,H 11.2,N 4.17;实

验值:C 60.80,H 11.10,N 4.13.

5b (C 12242C 16)的1H NMR 谱图数据(化学位移):0.859～0.901(t ,6H ),1.254～1.357(d ,44H ),1.762(s ,4H ),2.148(s ,4H ),3.285(s ,12H ),3.417(s ,4H ),3.939(s ,4H ).FAB 2MS 谱图数据(m/z ):619(M -Br -),621(M -Br -),326(C 16H 25(C H 3)2N +(C H 2)3C H 3),270(C 12H 25(CH 3)2N +(C H 2)3C H 3),101((C H 3)2N +C H 2C H 2CH 2C H 3).元素分析数据(%)理论值:C 61.87,H 11.25,N 4.01;实验值:C 61.90,H 11.31,N 4.04.

5c (C 12242C 18)的1H NMR 谱图数据(化学位

移):0.869～0.892(t ,6H ),1.256～1.367(d ,

48H ),1.774(s ,4H ),2.174(s ,4H ),3.266(s ,12H ),3.397(s ,4H ),3.966(s ,4H ).FAB 2MS 谱图数据(m/z ):646(M -HBr ),648(M -HBr ),269(C 12H 25(C H 3)2N +(C H 2)3C H 2?),353(C 14H 25

4

61

第2期魏俊超等:不对称季铵盐Gemini 表面活性剂的合成及性质

(CH 3)2N +(CH 2)3CH 2?),100((CH 3)2N +

CHCH 2

CH 2CH 3).元素分析数据(%)理论值:C 62.79,H 11.37,N 3.85;实验值:C 62.75,H 11.29,N 3.79.2.3　产物的表面活性

图2为Gemini 表面活性剂C 12242C m (m =12,14,16,18)的水溶液表面张力γ随对数浓度(lg c )变化的曲线.从图2可得到各表面活性剂的c cmc 值及对应的

γcmc 值.

图2　Gemini 表面活性剂C 12242C m 的γ2lg c 曲线

表1列举了几种单链季铵盐以及C 12242C m 等

表面活性剂的特征参数.其中,Гmax (mol ?m -2)为最大表面吸附量,A (nm 2)为单分子表面积值.该不对称Gemini 表面活性剂与传统的单基季铵盐表面活性剂(如C 12H 25N +(C H 3)3Br 、C 14H 29N +(C H 3)3Br 等)相比,c cmc 值降低了3～4个数量级;与对称结构的Gemini 表面活性剂相比,能更有效地降低水的表面张力;与其他不对称结构的Gemini 相比,其c cmc 值亦较低,如比C n 262C m 降低了两个数量级[10];与连接基团为C H 2CH (O H )CH 2的不对称双季铵盐Gemini 表面活性剂相比,降低了3个数量级[11],充

分显示出其优越的表面活性.

表面活性的疏水效应直接影响着胶团的形成,而疏水效应受分子内疏水链的影响,尤其是受分子间疏水链相互作用的影响.当改变Gemini 表面活性剂的疏水链长时,分子间相互作用发生改变,从而影响c cmc 值的大小,甚至胶团的形状.C 12242C m (m >12)结构不对称的Gemini 表面活性剂随着m 值的增大,疏水链阻碍了分子的靠近,因此其c cmc 值呈现出线性增加的趋势(见表1).

表1　不同表面活性剂的表面性能数据

表面活性剂

c cmc /mol ?L -1γcmc /mN ?

m -1Г/106mol ?m -2

A /nm 2

C 12242C 147.56×10-728.46 2.620.60C 12242C 169.72×10-730.08 2.660.62C 12242C 18

1.23×10-628.71 3.860.43C 12242C 312

4.52×10-7

34.33 2.910.57C 12H 25N +

(CH 3)3Br

-33

1.50×10-239.00 3.500.47C 14H 29N +(CH 3)3Br -33

4.00×10-338.00 2.70

0.61

C 16H 33N +

(CH 3)3Br

-33

1.00×10

-3

<40.00

3数据在本文实验条件下测定;33数据引自文献[12](298K )

2.4　气/液界面特性

离子型表面活性剂的碳氢链在水中处于高自由

能状态,从而产生逃离水相的倾向,这使得水中的表面活性剂自发吸附到气/液界面.当达到吸附饱和状态后,开始在溶液中自聚形成胶团,这种自聚和吸附的动力来自于碳氢链的疏水作用.与传统单链表面活性剂相比,Gemini 表面活性剂分子由于连接基团的存在,大大克服了离子头基的排斥力,也束缚了疏水链的运动,从而能够在在气液界面紧密排列,并在极低浓度下形成胶团.对于双季铵盐Gemini 表面活性剂,气液界面最大吸附量可根据吉布斯吸附等温式计算得到:

Γmax =

-12.303nR T 5γ5lg c T

(1)其中,γ(N ?m -1)为表面张力,c (mol ?L -1)系指水溶

液浓度,T (K )为温度,R 为摩尔气体常数.n 一般取

3[6,13],再由A =(N A Г

)-1(N A 为阿佛加德罗常数)得到气液界面单个表面活性剂分子所占面积,结果列于表1.可知,双疏水链不对称Gemini 表面活性剂单分子与单链季铵盐表面活性剂的单分子所占面积接近,说明不对称Gemini 表面活性剂更易在界面紧密排列,从而更有效地降低表面张力.

3　

结　论本文以长链烷基二甲胺和1,42二溴丁烷为原料,合成了一系列不对称季铵盐Gemini 表面活性剂.该合成方法具有反应时间短、产率高、产物易分离提纯的特点.研究表明,所合成的不对称Gemini 表面活性剂具有极强的表面活性,与单链季铵盐表

5

61

武汉大学学报(理学版)第52卷

面活性剂相比,其c

cmc

值减低了3～4个数量级,且

水溶液的表面张力降至30mN?m-1以下.随着疏水

链长度差异增大,所得Gemini表面活性剂的c

cmc值呈线性增加的趋势.

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Synthesis and Properties of Dissymmetric Q u aternary

Ammonium S alts G emini Surfactants

WEI Junchao,G AO Zhinong,LΒBo

(College of Chemistry and Molecular Sciences,Wuhan University,Wuhan430072,Hubei,China)

Abstract:A series of dissymmetric Gemini surfactant s wit h t he st ruct ure of(C12H25(CH3)2N+(CH2)4 N+(CH3)2C m H2m+1),denoted as C12242C m(m is14,16,18),have been synt hesized wit h N,N2dimet hylal2 kylamine and1,42dibromobutane as t he initial reagent s.The st ruct ures were identified by1H NMR,MS and element analysis,and t heir surficial properties were investigated by equilibrium surface tension.All t hese product s exhibit low critical micelle concentration(c cmc)and great efficiency in lowering t he surface tension.While m is14,16,18,t heir c cmc values are7.56×10-7,9.72×10-7,1.23×10-6mol/L,and t he γ

cmc

values are28.46,30.08,28.71mN?m-1,respectively.

K ey w ords:dissymmet ric Gemini;synt hesis;surfactant

661

脂肪酰胺型季铵盐的合成研究

脂肪酰胺型季铵盐的合成研究 目前，脂肪酰胺丙基型胺盐阳离子和季铵盐阳离子表面活性剂在国内外日化产品中已经得到广泛应用。其产品种类繁多，但是相关的研究报道却较少[1]。近年来，我国在胺盐和季铵盐阳离子表面活性剂方面的研究工作虽然有长足发展，但是部分产品仍依赖进口。因此，研究开发满足环境保护要求和具有性能特点的阳离子表面活性剂产品显得十分必要。 脂肪酰胺型季铵盐表面活性剂合成的主要步骤为：以月桂酸为原料与N,N-二甲基-1,3-丙二胺反应，合成提纯出脂肪酰胺丙基-N,N-二甲基叔胺，再与3-氯-1,2-丙二醇进行季铵化反应，得到脂肪酰胺型季铵盐阳离子表面活性剂（图1）。 1. 实验部分 1.1 主要试剂和仪器 月桂酸，CP，国药集团化学试剂有限公司；乙醇（95%），AR，国药集团化学试剂有限公司；甲苯，AR，国药集团化学试剂有限公司；N,N-二甲基-1,3-丙二胺，工业级，飞翔化工（张家港）有限公司；3-氯-1,2-丙二醇，CP，国药集团化学试剂有限公司。 FTLA2000-104红外光谱仪，加拿大ABB Bomem公司。1.2 实验方法 1.2.1 脂肪酰胺丙基-N,N-二甲基叔胺的合成 在250mL四口烧瓶加入一定量的脂肪酸，通入氮气排净瓶内空气后，油浴加热溶解，在氮气保护下缓慢滴加远 李 丹1，徐 浩1，陈 雪2，许虎君1 （1. 江南大学 化学与材料工程学院，江苏 无锡 214122； 2. 宁波市乐嘉化工有限公司，浙江 宁波 315040） 【摘 要】以月桂酸、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、3-氯-1,2-丙二醇为原料合成了脂肪酰胺丙基二甲基叔胺及其季铵盐， 并对其制备工艺进行条件优化。研究表明：在叔胺合成过程中，投料摩尔比为n（脂肪酸）∶n（N,N-二甲基-1,3-丙二胺）＝1∶1.8，在无溶剂条件下，140℃密闭反应9h，脂肪酸的转化率可达到94.2%；季铵盐合成过程中，投料摩尔比为n（脂肪酰胺丙基-N,N-二甲基叔胺）∶n（3-氯-1,2-丙二醇）＝1∶1.1，85℃下，持续反应5h，季铵盐产率可达90%以上。 【关键词】脂肪酰胺型季铵盐；脂肪酰胺丙基二甲基叔胺；N,N-二甲基-1,3-丙二胺；合成 图1 脂肪酰胺型季铵盐的合成路线 RCOOH + NH 2CH 2CH 2CH 2N(CH 3)2 RCONH(CH 2)3N + H 2O CH 3 CH 3 RCNH(CH 2)3N + ClCH 2CHCH 2OH RCNH(CH 2)3+N—CH 2—CHCH 2OH Cl -O CH 3 CH 3 OH O CH 3 CH 3 OH R=C 11H 23

季铵盐表面活性剂研究

季铵盐表面活性剂研究 系别：化学与生物农学系 专业：化学 姓名: 谢元志 学号：200904014021

季铵盐表面活性剂研究 一、题目的来源 季铵盐类阳离子表面活性剂的品种开发和产品应用都得到了较快发展。随着阳离子表面活性剂在工业各领域内日益广泛的应用，对其性能也提出了更多、更高、更为具体的要求，促使对表面活性剂的合成进行更为深入的研究。 双季铵盐类表面活性剂是一类新型的表面活性剂，与单季铵盐阳离子表面活性剂具有相近的性能及相同的应用范围。由于双季铵盐表面活性剂中含有两个锡氮原子，在金属、塑料、织物、矿石上具有更强的成键能力和吸附作用，与非离子及两性表面活性剂的复配性能也得到进一步的改善，而且水溶性也明显加强，所以，双季按盐类阳离子表面活性剂在沥青乳化、矿石浮选、纤维织物整理、金属加工等行业已得到广泛的应用。 二、研究的意义 季铵盐类表面活性剂除具有表面活性剂的表面吸附、降低表面张力及在溶液中聚集等基本特性外，还具有抑制和杀灭微生物等生物效应，因此该类表面活性剂发展的初期主要用作杀菌剂。季铵型表面活性剂的杀菌机制主要通过正离子头基吸附在负电荷的细菌表面，改变细菌细胞壁的通透性来完成的；此外，其吸附到细菌体表面后，有利于疏水基与亲水基分别深入菌体细胞的类脂层与蛋白层，导致酶失去活性和蛋白质变性[1]。由于上述这两种作用的联合效应，使得季铵型表面活性剂具有较强的杀菌能力。 Gemini(双子)季铵盐表面活性剂包含两个或两个以上的疏水基团和亲水基团，与单季铵型表面活性剂相比，Gemini季铵型表面活性剂具有许多优良的理化性能[4]：更有效地降低表面张力、优良的润湿性、强的洗涤去污能力、较高的生物安全性、很好的耐温稳定性等。尤其是含有多烷基、杂环类的季铵盐表面活性剂更有许多特殊的性能[5-6]：多烷基季铵盐表面活性剂具有较单烷烃链表面活性剂高得多的表面活性，与烷烃链具有相同碳原子数的普通表面活性剂相比，表征其降低表面张力能力的值要低2-3个数量级，而且具有较好的杀菌性能；杂环类表面活性剂因其自身的特殊结构，有些具有很好的杀菌性和生物降解性。三、国内外研究现状

Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及应用

Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及应用 班级：应化1004班姓名：梁伟学号：2010016119 摘要：为了把Gemini型季铵盐表面活性剂的功能及应用介绍得更加详细彻底，本文总结了部分Gemini 型季铵盐表面活性剂的合成方法，综述了近年来Gemini 型季铵盐表面活性剂的结构研究进展及该类表面活性剂的应用情况。 关键词：Gemini 季铵盐表面活性剂 1.前言： Gemini型季铵盐表面活性剂的合成出现在20世纪90年代，与传统面活性剂相比有更高的表面活性【1】，更低的临界胶束浓度，具有能降低溶液的表面张力、增溶、乳化与破乳、分散与凝聚、起泡与消泡等优良性质，因此在石油工业、新材料和生物技术等许多领域都有广泛应用。Gemini型表面活性剂的出现彻底改变了人们对表面活性剂的思考模式，因为它是通过化学键联接方式来提高表面活性，和以往所用的物理方法不同，同时在概念上也是一个突破，Gemini表面活性剂是结构新颖的新一代表面活性剂，其优良的性能引发了各国对该类型表面活性剂的研究热潮。 Gemini型季铵盐表面活性剂的独特结构使其具有传统表面活性剂所无法相比的性质,如具有极高的表面活性；良好的水溶性；连接基团为亲水基的Gemini 型表面活性剂有很低的Krafft点【2】，能够溶于冷水中；具有更好的钙皂分散性，可用于制备高效润湿剂；一些短链连接基团的Gemini型表面活性剂具有独特的流变性能,在稀的浓度范围内表现出黏弹性；与普通的表面活性剂有良好的协同效应,使体系性能更卓越；以及水溶助长性和生物安全性等。Gemini 型表面活性剂的应用非常广泛，如在印染行业中,用作涤纶织物碱减量促进剂和阳离子染料染色缓染剂；在农业上，可用来清洗土壤；用作药物载体、化学反应催化剂、石油添加剂、抗静电剂、织物柔软剂和防腐剂等【3】。国内外Gemini 型表面活性剂的合成研究一直比较活跃，已有阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型的合成报道。

17种常用表面活性剂

17 种常用表面活性剂 月桂基磺化琥珀酸单酯二钠（DLS） 、英文名：Disodium Monolauryl Sulfosuccinate 、化学名：月桂基磺化琥珀酸单酯二钠 三、化学结构式: ROCO-C2H-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。 五、用途与用量： 1.用途：配制温和高粘度高度清洁的洗手膏（液）、泡沫洁面膏、泡沫洁面乳、泡沫剃 须膏，也可配制爽洁无滑腻的泡沫沐浴露、珠光香波等。 2.推荐用量：10—60%。 脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺基琥珀酸单酯二钠MES Sulfosuccinate 、英文名：Disodium Laureth(3) 、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)3COC2HCH(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。 五、用途与用量： 1 、用途：制造洗发香波、泡沫浴、沐浴露、洗手液、外科手术清洗及其它化妆品、洗涤日化产品等，还可作为乳化剂、分散剂、润湿剂、发泡剂等。广泛用于涂料、皮革、造纸、油墨、纺织等行业。

季铵盐双子表面活性剂的合成和表面活性

第26卷第1期2009年1月 精细化工 FI NE C H E M I CAL S Vo.l 26,No.1J an.2009 表面活性剂 季铵盐双子表面活性剂的合成和表面活性 * 王 军,栾立辉,杨许召,李刚森 (郑州轻工业学院河南省表界面科学重点实验室,河南郑州 450002) 摘要:以吗啉和溴代烷为原料,合成了两种季铵盐双子表面活性剂(m -6-m ,m =10,12),并用IR 和1HNM R 表征 了其结构。测得28 时,12-6-12和10-6-10的表面张力( CMC )分别为26 45mN /m 和25 55mN /m;临界胶束浓度(C M C )分别为1 0mmo l/L 和3 1mm o l/L;pC 20值分别为3 48和3 03;比表面过剩( max )分别为2 72 10-6m o l/m 2和2 80 10-6mo l/m 2;分子最小截面积(A m i n )分别为0 611n m 2和0 593nm 2。结果表明,该季铵盐双子表面活性剂与相同离子头基及烷基链的单季铵盐表面活性剂相比,C M C 低一个数量级, C M C 相差不大。关键词:季铵盐;双子表面活性剂;表面张力;表面活性剂 中图分类号:TQ 423 12 文献标识码:A 文章编号:1003-5214(2009)01-0014-04 Synthesis and Surface A cti vity of Cati onic G e m i ni Surfactants WANG Jun ,LUAN L i hu,i YANG Xu zhao ,LI Gang sen (H enan Provi ncial K e y Laboratory of Surface &Interface S cience ,Zhengzhou Universit y of L i gh t Indus t ry,Zhengzhou 450002,H enan,China) Abstract :Two types o f cati o nic ge m i n i surfactants (m -6-m ,m is 10,12)w ere synthesized w ith m orpholine and alky l bro m i d e .The che m ical str ucture of the purified products w ere confir m ed using I R and 1 HNMR.Surface tensi o ns( CMC )of 12-6-12and 10-6-10w ere m easured at 28 and are respectively 26 45mN /m and 25 55mN /m;the critica lm icelle concentrations(C M C)are 1 0mm ol/ L and 3 1mm ol/L ;pC 20are 3 48and 3 03;excess adsor pti o n a m ounts( max )are 2 72 10-6 m ol/m 2 and 2 80 10 -6 m ol/m 2;and the saturation adsorption areas per mo lecule (A m in )are 0 611n m 2 and 0 593nm 2 .The resu lt sho w s t h at t h e surface tensi o n of t h e ge m i n i surfactants are si m ilar as their co rrespond i n g !m ono m er ?,bu t their C MC are only one tenth of t h e ir !m ono m er ?.Key w ords :cati o nic ;ge m i n i surfactan ts ;surface tension ;surfactants Foundation ite m s :Supported by H enan province key scientific and technolog ical pro ject (082102270006)and the Zheng zhou city sc ience and techno l o gy pro ject(074SCCG23109-6) 双子表面活性剂是通过化学键将两个传统的单头基单烷烃链表面活性剂在离子头基处用联接基团 联接起来的新一代表面活性剂[1] ,从根本上克服了传统的单离子型表面活性剂由于离子头基间的电荷斥力或水化引起的分离倾向,促进了其在界面或分子聚集体中的紧密排列,表现出优异的性能,是胶体 与界面化学领域的研究热点[2,3] 。 目前文献报道的大多是以季氮离子为离子头基 的季铵盐双子表面活性剂[4~6] ,而以含氮杂环为离 子头基的双子表面活性剂的合成和性能鲜见报道。 作者以吗啉和溴代烷为原料合成了以吗啉为离子头基的季铵盐双子表面活性剂,考察了其表面活性。 1 实验部分 1 1 试剂与仪器 试剂:吗啉、氢氧化钠、溴乙烷(均为AR,天津市科密欧化学试剂有限公司);1,6 二溴己烷、溴代癸烷、溴代十二烷#均为AR,阿拉丁试剂(上海)有 *收稿日期:2008-08-18;定用日期:2008-10-30 基金项目:河南省重点科技攻关项目(082102270006);郑州市科技攻关项目(074SCCG23109-6) 作者简介:王 军(1961-),男,教授,主要从事表面活性剂的合成与应用研究,E -m ai:l w angj un8828@s i na .co m 。

季铵盐

1.1 季铵盐化合物 1.1.1 结构与性质 季铵盐（又称四级铵盐）是中的4个都被取代后形成的的[3]。季铵盐有4个碳原子通过共价键直接与氮原子相连，阴离子在烃基化试剂作用下通过离子键与氮原子相连，其分子通式为: 结构中4个烃基R可以相同，也可以不相同。取代的或非取代的，饱和的或不饱和的，可以有分支或没有分支，可以为环状结构或直链结构，可以包含醚、酯、酰胺，也可以是芳香族或芳香族取代物。通过离子键与氮原子相连的多为阴 －、RCOO－等），以氯和溴最为常见[4]。离子（F－、Cl－、Br－、I－）或酸根（HSO 4 1.1.2 合成与分析方法 1.1.3 应用研究概况 季铵盐化合物特有的分子结构赋予其乳化、分散、增溶、洗涤、润湿、润滑、发泡、消泡、杀菌、柔软、凝聚、减摩、匀染、防腐和抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用[8]，这些独特性能使其在造纸、纺织、涂料、染色、医药、农药、道路建设、洗化与个人护理用品和高新技术等领域均显示出了良好的应用前景。 1.2 季铵盐杀生剂研究进展 在季铵盐化合物的诸多独特性能及相应的实际应用中，优异的杀生性能是其中发现最早、应用最广的性能。目前，具有广谱高效、低毒安全、长效稳定等优点的季铵盐杀生剂已在工业、农业、建筑、医疗、食品、日常生活等众多领域得到广泛应用。例如，水处理[43]、造纸[44]、皮革[45]、纺织[46]、印染[47]、采油[48]、涂料[49]等行业的杀菌灭藻、防腐防霉、清洗消毒；农产品和农作物的防霉防病[50]；养殖和畜牧的防病杀菌[51]；木材和建材的防虫防腐[52]；外科手术和医疗器械的杀菌消毒[53]；禽蛋肉类和食品加工的清洗个人家庭和公共卫生的洗涤消毒[55]等均要用到季铵盐杀生剂。 1.2.1 发展历程 人们对季铵盐化合物的认识是从其所具有的杀菌作用上开始的，该类化合物在发展初期主要就是用作杀菌剂[13]。Jacobs W A等于1915年首次合成了季铵盐化合物，并指出这类化合物具有一定的杀菌能力，翻开了季铵盐杀生剂的历史篇章。然而，该研究成果一直未被人们所重视。此后直到1935年，Domagk G[56]发现了烷

阳离子表面活性剂

https://www.wendangku.net/doc/8011538173.html, 淮南华俊新材料科技有限公司 https://www.wendangku.net/doc/8011538173.html, 阳离子表面活性剂主要是含氮的有机胺衍生物，由于其分子中的氮原子含有孤对电子，故能以氢键与酸分子中的氢结合，使氨基带上正电荷。因此，它们在酸性介质中才具有良好的表面活性；而在碱性介质中容易析出而失去表面活性。除含氮阳离子表面活性剂外，还有一小部分含硫、磷、砷等元素的阳离子表面活性剂。 阳离子表面活性剂生产厂家哪家好？淮南华俊新材料科技有限公司来为您解答！ 阳离子表面活性剂在工业上大量使用的历史不长，需求量逐年都在快速增长，但是由于它的主要用途是杀菌剂、纤维柔软剂和抗静电剂等特殊用途，因此与阴离子和非离子表面活性剂相比，使用量相对较少。 我国阳离子表面活性剂的研发和使用起步较晚，但发展速度较快。1981年工业用阳离子表面活性剂品种为18个，占工业用表面活性剂总品种数的13.5%。到1990年便上升为45个，占15.5% ，

https://www.wendangku.net/doc/8011538173.html, 淮南华俊新材料科技有限公司 https://www.wendangku.net/doc/8011538173.html, 包括民用品种在内，总计有105个品种。但由于阳离子表面活性剂应用范围窄、使用量较小，因此产量极少，直至2002年年产量仍然仅有几千吨，不足表面活性剂总产量的1%。 阳离子表面活性剂一般都具有良好的乳化、润湿、洗涤、杀菌、柔软、抗静电和抗腐蚀等性能，由于其特殊的性能与应用，具有良好的发展潜力，随着工业用和民用应用范围不断扩大，其品种和需求量都将继续增加。 淮南华俊新材料科技有限公司是安徽省高新技术企业，目前增设上海、广州两家办事处。 是以表面活性剂和聚丙烯酸及丙烯酰胺系列

一种季铵盐氟表面活性剂的制备及其表面活性

2010年第17卷第2期 化工生产与技术Chemical Production and Technology 一种季铵盐氟表面活性剂的制备及其表面活性 程海军 史鸿鑫* 刘秋平 项菊萍 武宏科 陈立军 （浙江工业大学，绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地，杭州310032） 摘要以环氧六氟丙烷二聚物和N,N -二乙基丙二胺为原料，经酰胺化和季铵化反应，制备了N,N-二乙基-N-甲基-N-(N '-2-全氟丙氧基丙酰胺基)丙基碘化铵（FCI-1）。用IR 、 1 H NMR 、19F NMR 等方法对其结构进行了表征，并测试了表面张力等性能。结果表明，所 得产物临界胶束浓度（CMC ）为38.7mmol/L ，在CMC 时表面张力为20.4mN/m ，具有良好的水溶性和高表面活性。 关键词氟表面活性剂；环氧六氟丙烷二聚物；N,N -二乙基丙二胺；季铵盐；表面张力中图分类号TQ423.12+1 文献标识码A DOI 10.3969/j.issn.1006-6829.2010.02.001 *通讯联系人。E-mail ：shihxin@https://www.wendangku.net/doc/8011538173.html, 收稿日期：2010-02-08 氟化工 氟表面活性剂具有“三高、两憎”的特殊性能，日益受到人们的关注，是目前所有表面活性剂中表面活性最高的一类，主要应用于技术要求较高的特种场合，或一般普通表面活性剂难以胜任、应用效果较差的领域。阳离子氟表面活性剂是氟表面活性剂的重要品种之一，主要分为胺盐型和季铵盐型2大类，并以季铵盐型用途最广[1-2]。季铵盐型由于不受pH 影响，在酸、碱介质中均可使用。它除了具有表面活性外，还具有与阴离子及非离子氟表面活性剂不同的特点，其中之一是它的水溶液有很强的杀菌能力，常用作消毒剂和灭菌剂；它的另一特点是容易吸附在固体表面（或固液界面），工业上用作浮选剂、乳化剂、柔软剂、抗静电剂和颜料分散剂等[3]。 从结构上看，阳离子氟表面活性剂中的亲水基团为季铵阳离子。憎水基部分除含氟烃基结构外，往往还含有烃基、酰胺基等基团，且含氟烃基大部分是有6～10个碳原子的直链烃基结构。直链全氟烃基的合成主要有电解法和调聚法。电解法衍生得到含全氟辛烷磺酰基的氟表面活性剂（PFOS ）对人类健康有害，受国际公约限制，即将被淘汰。调聚法制备直链全氟烃的有效组分较低，衍生得到的氟表面活性剂成本高。而四氟乙烯齐聚物和六氟丙烯齐聚物基氟碳表面活性剂的表面活性低于全氟烷基链基氟碳表面活性剂，同样存在难于生物降解的问题。 环氧六氟丙烷齐聚物是一种环氧六氟丙烷在催化剂存在的条件下开环聚合生成的低级全氟聚醚，2 个以上的全氟丙烯单元通过醚键首末相连而成，一端带有酰氟基团。以环氧六氟丙烷齐聚物合成的表面活性剂活性很高，生物降解性优于全氟正烷基链基氟碳表面活性剂。该类氟碳表面活性剂的研究与报道较为少见[4-5]。 本研究以环氧六氟丙烷二聚体为原料，经过酰胺化、季铵化反应，制备性能优异的含氟表面活性剂 N,N -二乙基-N-甲基-N-(N '-2-全氟丙氧基丙酰胺基)丙基碘化铵（FCI-1），用IR 、1H NMR 、19F NMR 等 方法对其结构进行了表征，并测试了表面张力等性能。 1 实验部分 1.1 试剂与仪器 环氧六氟丙烷二聚体，质量分数≥99%；N,N -二 乙基-1,3-丙二胺，医药级；碘甲烷，乙醚，二氯甲烷，四氢呋喃，乙酸乙酯，吡啶，丙酮，乙腈，丁酮，无水氯化钙，氢氧化钠，均AR 。 AVATAR 370型红外光谱仪，DCA-315表面张力仪，Mercury Plus 400核磁共振仪（400MHz ），GC-14B ，RE-3000旋转蒸发仪，B-545熔点仪。1.2合成方法 1.2.1中间体的制备 在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和回流冷凝管（上端装一无水CaCl 2干燥管）的四口烧瓶中，加入 3.12g （24mmol ）的N,N -二乙基-1,3-丙二胺和30mL 的CH 2Cl 2，冷却至0℃，边搅拌边滴加6.64g （20 ·1 ·

17种常见的表面活性剂

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（>70℃）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。 五、技术指标： 1.外观（25℃）：纯白色细腻膏状体 2.含量（%）：48.0—50.0 3.Na2SO3（%）：≤0.50 4.PH值（1%水溶液）： 5.5—7.0 六、用途与用量： 1.用途：配制温和高粘度高度清洁的洗手膏（液）、泡沫洁面膏、泡沫洁面*、泡沫剃须膏，也可配制爽洁无滑腻的泡沫沐浴露、珠光香波等。 2.推荐用量：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、化学结构式：RO(CH2CH2O)3COCH2CH(SO3Na)COONa 四、产品特性： 1.具有优良的洗涤、*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。 五、技术指标： 1.外观（25℃）：无色至浅**透明粘稠液体 2.活性物（%）：30.0±2.0 3.PH值（1%）： 5.5—6.5 3.色泽（APHA）：≤50 4.Na2SO3 (%)：≤0.3 5.泡沫（mm）：≥150 六、用途与用量： 1、用途：制造洗发香波、泡沫浴、沐浴露、洗手液、外科手术清洗及其它化妆品、洗涤日化产品等，还可作为*化剂、分散剂、润湿剂、发泡剂等。广泛用于涂料、皮革、造纸、油墨、纺织等行业。

2.2.31季铵盐消毒剂(20151023)

2.2.32 季铵盐消毒剂 作为一类高效、温和的阳离子杀菌剂已得到了近百年的关注和研究，阳离子季铵盐化合物广泛应用在细菌抑制剂和消毒剂中。早在1915年，Jacobs就报道合成了季铵盐类消毒剂，并作了杀菌的研究，指出该类消毒剂具有一定的杀菌能力。1935年，德国人Domagk研究了这类消毒剂的杀菌性能及化学结构与制菌的关系，同年Wetzel将其用于临床消毒实践，逐渐推广。该类消毒剂低毒安全，副作用小，低浓度有效，无色、无臭、刺激性低，故初期曾经被誉为理想消毒剂的一个突破。但是，经过一段时间的研究发现，单一品种的季铵盐消毒剂抗菌谱狭小，消毒应用范围有限，曾影响了季铵盐作为消毒剂的使用与推广。近年，随着产品的升级换代，以及复配技术的运用，不同种类的季铵盐独特的抗菌作用机理，在配方中因协同作用得到放大、应用范围更广，加上季铵盐类消毒剂自身特有的安全性能，使得季胺盐类消毒剂逐步被人们认识和认可。目前除用于医院的皮肤粘膜消毒、外科洗手消毒和医疗器械消毒，也用于各种公共场所和各类生产用具和设备器皿的消毒，以及工业品和农业农作物的防霉，畜舍的卫生消毒、水产养殖、藻类杀灭、塑料抗菌剂制备、复方消毒剂制备等广泛用途。自上个世纪50年代，季铵盐类消毒剂发展至今，品种已达数百种。按其结构，我们将其分为四类，单链季铵盐、双链季铵盐、复合季铵盐、聚季铵盐。 2.2.32.1单链季铵盐消毒剂 单链季铵盐消毒剂：代表品种主要有十二烷基二甲基苄基氯化铵（苯扎氯铵）、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵（度米芬）和十四烷基二甲基吡啶溴化铵（消毒技术净）等，其中苯扎氯铵是单链季铵盐消毒液中最常用的一类消毒成分，其消毒液兼有清洁和杀菌的作用，属于低水平消毒剂。 沙力迪苯扎氯胺消毒剂以苯扎氯胺为主要消毒成分，在医疗手术时广泛用于皮肤和手术器械的消毒。 （1）理化性质和剂型 苯扎氯铵为白色蜡状固体或黄色胶状体，水溶液为澄清无色透明至浅黄色液体，略带气味，在低温下长期储存会凝结，加热搅拌会使之溶解，完全溶解于水、低碳醇、酮和丙醇。在水溶液显中性或弱碱性，具有杀菌、除臭特性。苯扎氯铵

高效季铵盐杀菌剂的合成与性能.

高效季铵盐杀菌剂的合成与性能 工业冷却水的循环使用是节水的必然选择。在工业循环水系统中,由于水的浓缩、物料的泄漏以及适宜的温度,使得细菌、真菌、藻类等迅速繁殖,且 生物黏泥的大量产生,对循环水系统造成了较大的危害。因此,必须对微生物进 行严格的控制。传统杀菌剂由于药效持续时间短、使用剂量大(100 mg·L~(-1)以上)及使用时泡沫多等缺点,促使人们开发新型、高效的杀菌剂。十六烷基(2-亚硫酸)乙基二甲基铵,因其良好的杀菌性能、缓蚀性能、使用时低泡等优点而 成为研究的热点。本课题在前人研究的基础上,首先以乙二醇与亚硫酰氯为原料,制备中间体亚硫酸亚乙酯,再通过亚硫酸亚乙酯与十六烷基二甲基叔胺反应,得 到目标产物十六烷基(2-亚硫酸)乙基二甲基铵,并对工艺进行了改进。为了提高中间体的收率与目标产物的活性物含量,运用正交试验法、单因素分析法对中间体与目标产物的合成工艺进行优化;通过折光率、元素分析、红外光谱分析、核磁共振谱分析等技术对十六烷基(2-亚硫酸)乙基二甲基铵进行结构表征与鉴 定。同时,对其杀菌性能与缓蚀性能等方面进行了实验研究。结果表明:1)以亚 硫酸亚乙酯在反应中的收率为指标,通过四因素三水平正交实验,优选出优化合 成条件为:乙二醇和亚硫酰氯的摩尔比为0.95:1,滴加速度为25滴·min~(-1), 反应时间为4 h,反应温度为70℃,平均收率达89.49%。2)通过对反应溶剂的种类、摩尔比、滴加速度、反应温度及反应时间等单因素的考察,进行正交实验。结果表明,主要影响因素为摩尔比,反应温度次之,然后是反应时间,滴加速度影 响最小。正交试验确定最优工艺条件为:十六烷基二甲基叔胺和亚硫酸亚乙酯的摩尔比为1:1.15,反应溶剂为1, 4-二氧六环,滴加速度为30滴·min-1,反应温度为95℃,反应时间为5 h,活性物含量为98.34%。3)以季铵盐型杀菌剂十二烷 基(2-亚硫酸)乙基二甲基铵及十二烷基二甲基苄基氯化铵作为对比药剂,在相同药剂浓度不同杀菌时间和相同杀菌时间不同药剂浓度两种条件下,考察了三种药剂对异养菌、铁细菌及硫酸盐还原菌的杀菌效果。结果显示,十六烷基(2-亚硫酸)乙基二甲基铵的杀菌效果优于上述两种药剂。4)以上述三种药剂作为对比, 考察了对碳钢的缓蚀性能。结果表明,十六烷基(2-亚硫酸)乙基二甲基铵具有一定的缓蚀效果,其缓蚀性能要明显上述两种药剂,且其优化投药浓度为40 mg·L~(-1)。 同主题文章 [1]. 汤桂华. 关于所谓亚硫酸的露点' [J]. 硫酸工业. 1983.(02) [2]. 王聘仪. 亚硫酸及其盐在浮选过程中作用机理的探讨' [J]. 精细化工中间体. 1981.(02) [3]. 杨昭中. 用气相色谱测定食品中亚硫酸的微量定量法' [J]. 食品工业. 1981.(04) [4]. 杨威,胡万里,王鹏,甄卫东,潘广平. 新型油田注水杀菌剂的合成与应

季铵盐表面活性剂研究(开题报告)

毕业设计（论文）开题报告题目季铵盐表面活性剂研究专业名称应用化学 班级学号xxxxxxxx 学生姓名xxx 指导教师xxx 填表日期xxxx 年xx 月xx 日

一、选题的依据及意义： 近年来，季铵盐类阳离子表面活性剂的品种开发和产品应用都得到了较快发展。随着阳离子表面活性剂在工业各领域内日益广泛的应用，对其性能也提出了更多、更高、更为具体的要求，促使对表面活性剂的合成进行更为深入的研究。 双季铵盐类表面活性剂是一类新型的表面活性剂，与单季铵盐阳离子表面活性剂具有相近的性能及相同的应用范围。由于双季铵盐表面活性剂中含有两个锡氮原子，在金属、塑料、织物、矿石上具有更强的成键能力和吸附作用，与非离子及两性表面活性剂的复配性能也得到进一步的改善，而且水溶性也明显加强，所以，双季按盐类阳离子表面活性剂在沥青乳化、矿石浮选、纤维织物整理、金属加工等行业已得到广泛的应用。 有人曾介绍了以脂肪伯胺与环氧氯丙烷及三甲胺反应制备单烷基双季铵盐以及脂肪叔胺与环氧氯丙烷反应制备双烷基双季铵盐的方法。在此基础上，又研究了以脂肪胺与丙烯睛及氯甲烷反应制备单烷基双季按盐的工艺，以期得到制取双季按盐更为经济实用的方法。 季铵盐类表面活性剂除具有表面活性剂的表面吸附、降低表面张力及在溶液中聚集等基本特性外，还具有抑制和杀灭微生物等生物效应，因此该类表面活性剂发展的初期主要用作杀菌剂。季铵型表面活性剂的杀菌机制主要通过正离子头基吸附在负电荷的细菌表面，改变细菌细胞壁的通透性来完成的；此外，其吸附到细菌体表面后，有利于疏水基与亲水基分别深入菌体细胞的类脂层与蛋白层，导致酶失去活性和蛋白质变性[1]。由于上述这两种作用的联合效应，使得季铵型表面活性剂具有较强的杀菌能力。 目前，我国常用的季铵盐杀菌剂主要有十二烷基苄基氯化铵(洁而灭或1227)、新洁尔灭以及它们的复合产品，这些都是单头基烷烃链季铵盐。它们在循环冷却水处理过程中虽然起到了较好的作用，但是随着时间的推移和技术的进步，其不足之处也显现出来:细菌容易对其产生抗药性，使用剂量大(100mg/L以上)，费用高，并且在使用时泡沫多，不易清除等[2-3]。 Gemini(双子)季铵盐表面活性剂包含两个或两个以上的疏水基团和亲水基团，与单季铵型表面活性剂相比，Gemini季铵型表面活性剂具有许多优良的理化性能[4]：更有效地降低表面张力、优良的润湿性、强的洗涤去污能力、较高的生物安全性、很好的耐温稳定性等。尤其是含有多烷基、杂环类的季铵盐表面活性剂更有许多特殊的性能[5-6]：多烷基季铵盐表面活性剂具有较单烷烃链表面活性剂高得多的表面活性，与烷烃链具有相同碳原子数的普通表面活性剂相比，表征其降低表面张力能力的值要低2-3个数量级，而且具有较好的杀菌性能；杂环类表面活性剂因其自身的特殊结构，有些具有很好的杀菌性和生物降解性。

孪二连季铵盐表面活性剂_才程

第18卷第3期油田化学Vol.18No.3 2001年9月25日Oilfield Chemistry25Sept,2001 文章编号:1000-4092(2001)03-0278-04 孪二连季铵盐表面活性剂X 才程,葛际江 (石油大学(华东)石油工程学院,山东东营257061) 摘要:综述了目前研究得最系统的一类孪二连型(二聚体型)表面活性剂)))双季铵盐类表面活性剂A,X-亚烷基双(二甲基烷基溴化铵),认为可成为有广泛应用前景的一种油田化学剂。简略介绍了此类化合物的化学结构和合成方法,比较详尽地介绍了此类表面活性剂的物化性质,包括:临界胶束浓度;胶束聚集数;胶束微观结构与溶液流变性;气液和固液界面相行为;水溶液中液晶形成;与单体型和三聚体型表面活性剂的比较;其他性质(杀菌能力,与常规表面活性剂的配伍性)。 关键词:亚烷基-A,X-双(二甲基烷基溴化铵);双季铵盐;孪二连型(二聚体型)表面活性剂;结构与性能关系;综述; 油田化学剂 中图分类号:O647.2:T E39文献标识码:A 传统的表面活性剂分子由一条疏水的碳链和一个亲水头基组成。由于分子结构不对称而产生的自组织行为和降低水溶液表(界)面张力的能力,使表面活性剂在科学研究、工农业生产和日常生活中有广泛的用途和重要的意义。提高表面活性剂的表面活性,通常有以下方法。 (1)降低表面活性剂分(离)子亲水头基间的静电斥力和水化层排斥作用。如对离子型表面活性剂,可加入无机盐中和亲水头基间的静电斥力[1]。 (2)二元表面活性剂的复配。如正、负离子表面活性剂的复配[2,3],复配体系的表面活性有很大的提高。 孪二连型表面活性剂是一类新型的表面活性剂,1974年由 ????′±等人首先合成[4]。在1991年,M enger等人合成了以刚性基团连接离子头基的双烷烃链表面活性剂,并命名为孪二连型(gemini)表面活性剂[5]。孪二连型表面活性剂又称双极性基(bipolar)表面活性剂或二聚体(dimeric)表面活性剂[6]。它的分子由两个相同或相似的表面活性剂单体,在亲水基上用联接基(spacer group)通过化学键接在一起。孪二连型表面活性剂的疏水链可以是不同链长的碳氢链,亲水基可以是阴离子型(如磺酸基、羧酸基、磷酸基等),也可以是阳离子型(如季铵盐型),或非离子型(如多元醇型)。联接基可分为刚性和柔性,刚性联接基包括较短的碳氢链、对苯二亚甲基(CH25CH2)、亚乙烯基二对亚苯基(5CH CH5)等,柔性联接基包括较长的碳氢链、聚氧乙烯链等[7]。 与传统表面活性剂相比,孪二连型表面活性剂由于联接基团紧密连接两亲分子,两亲分子紧密接触,而表现出很高的表面活性,Rosen认为是/最有可能成为二十一世纪的新型表面活性剂[8]0。迄今为止,在孪二连型表面活性剂中,孪连双季铵盐表面活性剂的研究已经比较系统。下面对此类表面活性剂各方面的性质作一个综述。 1结构与合成 孪连双季铵盐表面活性剂的分子结构式为: Br-(CH3)2N R +(CH 2 Y CH2)N R +(CH 3 )2Br- X收稿日期:2001-06-26;修改日期:2001-07-23。 作者简介:才程(1977-),男,1999年毕业于石油大学(华东)石油工程系,现为该校油气田开发工程专业硕士研究生(1999-),专业方向为油田化学,通讯地址:257061山东省东营市石油大学(华东)石油工程学院采油化学研究室。

季铵盐型阳离子表面活性剂

十八烷基三甲基溴化铵 别名：三甲基十八烷基溴化铵，硬脂基三甲基溴化铵，1832 分子式：C18H37(CH3)3NBr 分子量：392.5 性质：呈白色粉末状，能溶于醇和热水中，震荡时产生大量泡沫，与阳离子，非离子表面活性剂或染料有良好的配伍性且协调效果显著，化学稳定性好，耐热，耐光，耐强酸强碱。具有优良的渗透，柔软，乳化，抗静电及杀菌性能。 用途：广泛应用于沥青乳化及防水涂料乳化，硅油乳化，护发素主剂，各种纤维抗静电剂，有机膨润土改性，生物制药工业的蛋白质絮凝及水处理絮凝，玻璃纤维柔软加工，尼龙降落伞面的防灼处理剂，以及杀菌剂和消毒剂等。 十六烷基三甲基溴化铵 别名：三甲基十六烷基溴化铵，1632 分子式：C16H33(CH3)3NBr 分子量：364.446 性质：呈白色结晶体只粉末状，易溶于异丙醇，可溶于水，震荡时产生大量泡沫，能与阳离子，非离子，两性表面活性剂有良好的配伍性。具有优良的渗透，柔软，乳化，抗静电，生物降解及杀菌等性能。化学稳定好，耐热，耐光，耐压，耐强酸强碱。 用途：为天然，合成橡胶，鞋油和沥青乳化剂；合成纤维，天然纤维和玻璃纤维的抗静电剂，柔软剂；护发素的调理剂；相转移催化剂；乳液起泡剂；表面活性剂；分析试剂；涤纶真丝化剂；皮革加脂剂；还可用于助焊剂等。十四烷基三甲基溴化铵 别名：三甲基十四烷基溴化铵，1432 分子式：C14H29(CH3)3NBr 分子量：336.4 性质：白色粉末或结晶体。 用途：可作催化剂，乳化剂，杀菌剂，消毒剂，抗静电剂等使用。 十二烷基三甲基溴化铵 别名：三甲基十二烷基溴化铵，1232 分子式：C12H25(CH3)3NBr 分子量：308.3 性质：白色结晶至粉末状，可溶于水和乙醇。在100摄氏度下稳定的与阳离子，非离子表面活性剂有良好的配伍性。它的化学稳定性好，耐热，耐光，耐压，耐强酸强碱，还具有优良的渗透性，乳化性，柔软性，抗静电性和杀菌性能等。 用途：用作合成纤维抗静电剂，腈纶缓染剂，消毒杀菌剂，橡胶及混泥土乳化剂，石油钻井助剂，天然，合成橡胶和沥青乳化剂；蚕室蚕具消毒剂；青霉素发酵工艺过程中的蛋白质絮凝剂；合成纤维抗静电剂；大型化工设备水质稳定剂；油田注水杀菌剂；灭火泡沫剂添加剂等。 双十八烷基二甲基氯化铵 别名：氯化双十八烷基二甲基铵，D1821 分子式：（C18H37）2(CH3)2NCl 分子量：586.51

17种常用表面活性剂介绍

17种常用表面活性剂介绍 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（>70℃）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。 五、技术指标： 1.外观（25℃）：纯白色细腻膏状体 2.含量（%）：— （%）：≤ 值（1%水溶液）：— 六、用途与用量： 1.用途：配制温和高粘度高度清洁的洗手膏（液）、泡沫洁面膏、泡沫洁面乳、泡沫剃须膏，也可配制爽洁无滑腻的泡沫沐浴露、珠光 香波等。 2.推荐用量：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。 五、技术指标： 1.外观（25℃）：无色至浅黄色透明粘稠液体

阳离子表面活性剂的合成与应用

阳离子表面活性剂的合成与应用 摘要:表面活性剂是具有表面活性的物质能改变物质的张力。本文对阳离子表面 活性剂的含义、种类、用途以及在工业领域中的应用进行了详细的阐述。 关键词：阳离子表面活性剂：含义、种类、用途及应用 1．阳离子表面活性剂： 阳离子表面活性剂，是其分子溶于水发生电离后，与亲油基相连的亲水基是带阳电荷的面活性剂。亲油基一般是长碳链烃基。亲水基绝大多数为含氮原子的阳离子，少数为含硫或磷原子的阳离子。分子中的阴离子不具有表面活性，通常是单个原子或基团，如氯、溴、醋酸根离子等。阳离子表面活性剂带有正电荷，与阴离子表面活性剂所带的电荷相反，两者配合使用一般会形成沉淀，丧失表面活性。它能和非离子表面活性剂配合使用 2,.种类： <1>季铵盐： 季铵盐型阳离子表面活性剂通式为[ ]x-，式中R为C10～C18。长链烷基，Rl、R2、R3 一般是甲、乙基，也可以有一个是苄基或长链烷基，X是氯、溴、碘或其他阴离子基团：多数情况下是氯或溴。季铵盐型阳离子表面活性剂是产量高、应用广的阳离子表面活性剂。一般由叔胺与醇、卤代烃、硫酸二甲酯等烃基化试剂反应制得。：吡啶《》(C5H5N)也可以看成一种特殊的叔胺，通常把吡啶与卤代烷的反应产物也归于季铵盐中。如溴代十六烷与吡啶反应得到的产物十六烷基溴化吡啶是一种常用的杀菌剂。季铵盐阳离子表面活性剂水溶性好，既耐酸又耐碱且大多数具有杀菌作用。由于大部分纤维表面带负电，用季铵盐阳离子表面活性剂可中和其电荷，因此有较好的抗静电作用。它们能在纤维表面形成疏水油膜，降低纤维的摩擦系数使之具有柔软、平滑的效果所以可作柔软剂。这种表面活性剂除可作抗静电剂柔软剂外，还可作护发产品中的头发定型调理剂，纺织工业中的匀染固色剂。但它有使机械生锈的缺点，价格也较贵。在清洗剂中常与非离子表面活性剂复配成杀菌、消毒清洗剂。 <2>杂环类阳离子表面活性剂： 杂环类阳离子表面活性剂可以有咪唑啉、吗啉胍类、三嗪类衍生物等。 眯唑啉是含有二个氮原子的五元杂环的单环化合物，如2—烷基咪唑啉，它与硫酸二甲酯肛反应可生成季铵盐；如脂肪酸与二亚乙基三胺反应生成2—烷基氨基乙基咪唑啉，得到的产物乙酰化再与甲酸中和或季铵化都得到阳离子表面活性剂。它们都可做纤维柔软剂或杀菌剂。 一般阳离子表面活性剂去污力较差，因此通常不用阳离子表面活性剂作洗涤剂。但在特殊的清洗剂中如杀菌消毒洗涤剂中会加入阳离子特别是季铵盐型阳离子表面活性剂。 3.应用： 1. 阳离子表面活性剂主要起匀染和缓染作用，其基本原理都是延缓染料的吸附速度和减慢上染率，染料和表面活性剂对纤维表面上染座的竞争，匀染剂首先占领部分染座。随染色的不断进行，被匀染剂占领的染座又被阳离子染料所代替，

酯基季铵盐的国内外合成研究及进展

酯基季铵盐的国内外合成研究及进展 据近年发表的资料，各国研究的新柔软剂品种主要为酯基胺类和酯基季铵盐类，这些被引入酯基、酰胺基、羟烷基等水溶性基团的化合物，在污水处理过程中易于分解成脂肪酸和阳离子代谢物。国外有关酯基季铵盐类产品的合成及应用，专利文献报导很多，这类产品作为柔软剂比其它新品种使用时间更早，而国内这方面的报导极少。该类产品作为柔软剂DsDMAC的更新换代产品同样用于毛纺、棉纺、麻纺、合成纤维和造纸等工业，同DsDMAC相比，该类产品不仅工艺路线简便可行，原料易购，而且在设备投资、生产成本方面也有明显的竞争性。 2.1 酯基季铵盐国内外合成研究现状 酯基季铵盐作为20世纪90年代初在环境保护浪潮中脱颖而出的表面活性剂新秀，引起了国内外研究者的广泛兴趣，各种不同结构的酯基季铵盐大多以专利的形式相继被报道。按化学结构分，酯基季铵盐表面活性剂大致可分为：阳离子型、甜菜碱型和Gemi—ni型三大类。目前，对阳离子型酯基季铵盐表面活性剂的研究较多，且国外已有性能优异、生态和经济价值很好的商用产品。 酯基季铵盐生产工艺流程图工艺流程图如下： 2.1.1 阳离子型酯基季铵盐… 2.1.2 甜菜碱两性型酯基季铵盐… 2.1.3 Gemini型酯基季铵盐 Gemini表面活性剂具有抗菌性和良好的钙皂分散能力及耐温性等，被誉为新一代表面活性剂。随着人们环保意识的增强，开发和使用生物降解性好、有利于环境保护的表面活性剂已经是一种趋势。

据文献报道，与普通的长链烷烃表面活性剂相比，酯键的引入可大大促进表面活性剂的生物降解，有利于减轻环境污染。… 2.2 酯基季铵盐的性能 2.2.1 生物降解性 双长链(含酯基)的季铵(EQ)和三羟乙基甲基阳离子铵(MTEA)的生物降解性好，EQ的酯键在污水中很快断开，生成脂肪酸和母体原料，而脂肪酸易降解。对EQ及MTEA的短期毒性、长期毒性、皮肤刺激性、过敏性、基因突变性及毒性动力学的研究结果证实，二者的毒性均比双十八烷基双甲基氯化铵的低，对人体健康无任何危害。… 2.2.2 水解稳定性… 2.3 酯基季铵盐的质量指标 表2.1 酯基季铵盐的质量指标表 企业标准：Q/HYHE01-2004 内容摘自六鉴化工咨询(https://www.wendangku.net/doc/8011538173.html,)发布《酯基季铵盐技术与市场调研报告》