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文档简介

氟表面活性剂安红2012.05.25OutlinePart1.定义及分类Part2.合成Part3.物理化学性质Part4.碳氟与碳氢表面活性剂的混合Part5.应用

Part1.定义及分类定义碳氢链的氢原子被氟原子部分或全部取代后称为碳氟链,具有碳氟链疏水基的表面活性剂称为氟表面活性剂。

目前无统一命名,文献中常见名称: 含氟表面活性剂(fluorinecontainingsurfactant) 不确切。含多少,在哪个位置? 全氟表面活性剂(perfluorosurfactant) 不确切。极性集团大多不含氟。 氟化表面活性剂(fluorinatedsurfactant) 仅适用于电解氟化法所得到的。 氟碳表面活性剂(fluorocarbonsurfactant) 能反映其特点:碳氟链代替碳氢链。分类碳氢表面活性剂按极性基来分类,碳氟表面活性剂的极性基与之相同,故其分类也按极性基的结构不同分为离子型和非离子型,离子型包括阳离子、阴离子和两性。阴离子型RFCOOH阳离子形RFCH2CH2N+(CH3)2C2H5I-两性RF~N+(CH3)2(CH2)nSO3-

非离子型CF3(CF2)nCH2O(CH2CH2O)mH

其它类型的表面活性剂一、氟碳表面活性剂特性—“三高、两憎”:⑴具有极高的表面活性;这是因为,氟碳链具有极强的憎水性,而氟碳表面活性剂分子之间的作用力较小,因此氟碳表面活性剂在很低浓度下仍有很高的表面活性。一般的碳氢表面活性剂水溶液的表面张力是在30~40mN/m,而氟碳表面活性剂则在15mN/m以下。CP5其它类型的表面活性剂⑵极高的化学稳定性:在浓硫酸、浓硝酸中,其也不会被破坏。⑶具有很高的热稳定性。这时因为氟碳表面活性剂分子中氟碳键有较高的键能(116Kcal/mol)。⑷憎水又憎油。⑸氟碳表面活性剂亲油基的碳原子数在8~12;一般的碳氢表面活性剂分子上,其碳原子数目在12以上时才能表现出较好的表面活性,而氟碳表面活性剂只需6个碳原子,最好是8~12碳原子数;CP5其它类型的表面活性剂Part2.合成电化学氟化法氟烯烃调聚法氟烯烃齐聚法由于疏水链为碳氟链,故氟表面活性剂的合成方法与碳氢表面活性剂的合成方法有很大的区别。

其合成一般分为3个步骤:首先合成含6~10个碳原子的碳氟化合物,然后制成易于引进各种亲水基团的含氟中间体,最后再引进各种亲水基团制成各类表面活性剂。其中含氟烷基的合成是制备碳氟表面活性剂的关键,使用最多的合成方法主要有3种。1.长链氟烷基的合成1.1电化学氟化法

将需要被氟化的有机物溶解或分散在无水氟化氢中,在低于8V的直流电压下进行电解,阴极产生氢气,而有机物在阳极被氟化。在氟化过程中,只有氢原子被氟原子取代,其他官能团仍被保留。1.2氟烯烃调聚法利用全氟烷基碘、低级醇等物质作为端基物调节聚合四氟乙烯等含氟单体制得低聚合度的含氟烷基调节物。1.3氟烯烃齐聚法四氟乙烯、六氟丙烯及六氟丙烯环氧化合物在非质子极性溶剂中以氟阴离子催化可低聚成C6~C14的中间体,这些中间体具有高度分枝的支链。2.中间体转化以上反应得到具有碳氟链的中间体,其端基是较为活泼的官能团,再通过各种有机反应可引入极性基团就可得到各种类型的氟表面活性剂。

三种方法的比较:1.电解氟化法。最早使用,反应简单,氟化是逐步进行的,产物复杂,产率低,产品结构单一。2.调聚法。制得的碳氟链为直链,表面活性高,但产物为不同链长化合物的混合物。最大优点是得到的全氟碘代烷,碘容易脱落,可用于合成各类碳氟表面活性剂。综合而言,该方法最优。3.齐聚法。安全性高,反应容易控制,但由于支链产物的表面活性不高,其应用受到较大限制。

Part3.物理化学性质“三高”“两憎”氟表面活性剂的独特性能常被概括为“三高”、“两憎”。高热稳定性高化学惰性高表面活性憎水憎油这些独特的性能都是由于分子结构中引入了碳氟链而引起,因此氟原子的独有性质是氟表面活性剂具有不寻常性质的根本原因。元素HF电负性2.14.0范德华半径/Pm120135C-X键键长/Pm111139C-X键键能/KJ•mlo-1410452表1.氢、氟原子的一些性质参数[1]氟是电负性最大的元素氟的2s和2p轨道与碳相应轨道的匹配良好C—F键的键能比C—H键能大得多,不易断裂.一般氟表面活性剂都能耐400℃以上高温。

全氟烷基磺酸在400℃下加热3h后才有微量分解全氟烷基羧酸加热到550℃才分解大部分同碳数的碳氢表面活性剂加热到300℃左右就大量分解1.高热稳定性2.高化学惰性氟表面活性剂的高化学惰性是氟原子的保护作用引起的,也称为氟原子的屏蔽效应。F的半径较大F的电负性强邻近F原子间的斥力非常大邻近F原子彼此错开一定角度F围绕C链主轴螺旋分布F原子紧密覆盖在C链表面,从而能够屏蔽外来试剂的进攻,并且F原子所带多余负电荷可以形成负电保护层,亲核试剂难以接近,更不能穿透。3.高表面活性

与碳氢表面活性剂表面活相比:C7H15COONaC7F15COONa表面吸附量(10-10mol/cm2)2.82[2]2.85[3]表面张力(mN/m)44.5[2]26[3]cmc(mol/L)0.25[2]0.034一般地:碳氟SAa:w=0.005~0.1%,<20mN/m碳氢SAa:w=0.1~1.0%,30mN/m~35mN/m。

两种表面活性剂的饱和吸附量相差不大,但氟表面活性剂降低水表面张力的能力和效率远远高于碳氢表面活性剂。

解释:

吸附量:饱和吸附时,表面活性剂分子直立紧密排列,两种分子的极性基相同,所占面积相同,在一定面积表面上排列的分子数相近。能力高:表面张力是分子间作用力的体现。C-F键不易极化,碳氟链间的范德华引力比碳氢链间要小,从而导致表面张力更大程度地降低。效率高:碳氟链的范德华引力小,表面活性剂分子自水溶液内部移至表面所需的能量比碳氢表面活性剂分子要小,从而导致了强烈的表面吸附,使其在溶液内部的浓度更低。4.憎水憎油碳氟链的范德华引力小,因此它不仅与水的亲和力小,而且与碳氢化合物的亲和力也小,这就造成它不仅“憎水”,而且“憎油”的特性。

聚四氟乙烯之所以作为“不粘锅”覆盖层的主要成分就是因为碳氟链既“憎水”又“憎油”的特性使得水跟油都不能在其铺展、粘附。

碳氟链的“憎油”特性也为寻找碳氢化合物的表面活性剂提供了思路。在碳氟链的末端引入极性低的亲油基团,就可以用于降低油的表面张力。

5.其他特点环境相容性好单质氟和离子性氟化物具有很强的毒性,但是氟表面活性剂的毒性却很低,对环境污染小。降低油/水界面张力能力差氟表面活性剂对于降低水的表面张力虽有很强的能力,但是对于降低油/水的界面张力则能力不佳,这是碳氟链的“憎油”所引起的。Krafft点高氟表面活性剂的Krafft点一般较高,这是因为碳氟链的范德华力小,比碳氢链的疏水作用更强,室温下,氟表面活性剂的溶解性不好。在应用上为了克服这一缺点,常采用分子内或分子外与碳氢链复配。Part4.碳氟与碳氢表面活性剂的混合氟表面活性剂表面活性高、化学及热稳定性好但是,产量少,价格昂贵如何解决?将碳氟和碳氢表面活性剂混配使用。结果:不仅减少氟表面活性剂的用量,通常还能达到单一氟表面活性剂达不到的效果。同电性混合阳离子与阴离子混合离子型与非离子型混合1.离子型和非离子型混合体系γcmc(mN/m)100cmc(mol/kg)C12NMeBr39.51.51415FOH16.50.00863C12NMeBr:15FOH=1:115.01.096(C12NMeBr:C12H25N(CH3)3Br,15FOH:C7F15CH2OH)表3.30℃下表面张力及cmc[4]溶液内部:C12NMeBr分子形成胶团时,15FOH分子的“插入”使得C12NMeBr的“离子头基”间的电性斥力减弱,导致较易形成胶团,cmc下降。溶液表面:表面吸附层分子排列更为紧密,碳氟链的表面能较低使γcmc减小。2.阳离子和阴离子混合DTAB:C12H25N(CH3)3BrSPFO:C7F15COONa混合体系的表面活性高于两种单一体系,两种表面活性剂分子具有相互增效作用,这种相互增效作用可以可以用两种离子的正负电性吸引作用来说明。相互增效的结果导致了γcmc和cmc的降低。[5]Part5.应用由于氟表面活性剂的独特性能,使得它在许多工业领域都有广泛用途,如纺织、皮革、造纸、选矿、农药等领域。处理固体表面,使固体表面抗水、抗粘、防污、防尘,作憎水剂、憎油剂。电镀金属铬工业中,在电解液液面上形成致密泡沫,阻止铬酸雾的逸出。水溶液表面张力很低,能在油面上很好地铺展,用做灭火剂。能溶于“液体蜡”,制成自然发光的乳液上光剂,用于擦亮地板。

……Reference[01]李好样.含氟表面活性剂.表面活性剂工业.1997(3):37-38.[02]侯震山,李之平,汪汉卿.辛酸钠一醇一水溶液体系的表面化学性质研究.化学研究与应用.2000,12(1):39-42.[03]赵国玺,贺绍光.全氟辛酸钠与三甲胺及三乙胺盐酸盐混合体系的表面活性.日用化学工业,1998(3):1-3.[04]丁慧君,戴群英,张兰辉,赵国玺.碳氢与碳氟表面活性剂混合水溶液的胶团与囊泡形成.高等学校化学学报.1996(17):134-136.[05]王正平,李佳.氟表面活性剂.化学工程师.2003(6):57-58.[06]朱顺根.含氟表面活性剂.化工生产与技术.1997(3):1-9.[07]肖进新,江洪.碳氟表面活性剂.日用化学工业.2001(5):24-27.[08]蒋文贤.特种表面活性剂.中国轻工业出版社.1995.[09]曾毓华.氟碳表面活性剂.化学工业出版社.2001.[10]朱步瑶,赵振国.界面化学基础.化学工业出版社.1996.硅表面活性剂安红2012.05.25含硅表面活性剂

含硅表面活性剂是除氟碳表面活性剂外的优良表面活性剂,是在有机硅化合物(如硅油、硅树脂)的基础上发展起来的一种新型表面活性剂。它常以硅烷链(-Si-C)或硅氧烷链作为疏水基,再通过不同的合成方法引入羧酸基(-COO-)、磺酸基(-SO3-)。季铵阳离子基以及聚氧乙烯链,从而赋予其亲水性能,即得到阴离子、阳离子、非离子等不同类型的含硅表面活性剂。1.定义:亲油基由聚硅烷组成的表面活性剂。CP5其它类型的表面活性剂2.分类:含硅聚醚型非离子表面活性剂可分为两大类:一是含硅均聚醚类,它是含硅有机化合物与聚氧乙烯醇醚反应所得产物。二是含硅共聚醚类,它是含硅化合物与聚氧丙烯聚氧乙烯共聚醚反应所得产物。由于含硅聚醚型非离子表面活性剂的疏水基是硅烷链或硅氧烷链,其疏水性较强,所以在不太长的含硅疏水基上引人一个亲水基团即可得到具有优异表面活性的物质。如:CP5其它类型的表面活性剂3.含硅表面活性剂的合成⑴合成Si-O-C桥连的硅氧烷-聚醚共聚物用含有羟基的聚醚(此处用HO—PE表示)与含Si-O-R的硅氧烷反应缩去相应的低分子ROH,制得含硅聚醚。例如:CP5其它类型的表面活性剂⑵合成Si-C桥连的硅氧烷-聚醚共聚物一般常用含有Si-H键的硅氧烷或硅烷与含链烯基的聚醚在铂(或氯铂酸)的催化下进行加成反应制得硅氧烷-聚醚共聚物。例如:CP5其它类型的表面活性剂此外,还可用带有环氧官能团有机的硅化合物与HO-PE桥连,可制得含硅共聚醚类。例如:CP5其它类型的表面活性剂4.性能特点

含硅非离表面活性剂的水溶液浓度为1×10-4~1×10-5mol/L即可将水的表面张力降至20mN/m左右,甚至有些水溶液的浓度低至1×10-6g/L即可将表面张力降至21mN/m。经实验证明,含硅聚醚水溶液表面张力下降只受疏水基团的影响,而与环氧乙烷加成数的多少无关。CP5其它类型的表面活性剂含硅聚醚型非离子表面活性剂具有稳泡和消泡作用。就同一种产品而言,它既可作稳泡剂,也可作消泡剂,一般来说。浊点以下具有稳泡作用,浊点以上具有消泡作用,这类表面活性剂还具有优良的乳化和破乳作用。研究证明:含硅聚氧乙烯型均聚醚类乳化性能优于含硅共聚醚类‘然而破乳作用却恰恰相反,后者破乳效果优异,前者则很差。CP5其它类型的表面活性剂硼表面活性剂安红2012.05.25含硼表面活性剂

含硼表面活性剂是近年来开发的一类新型特殊表面活性剂,通常是一种半极性化合物,由具有邻近羟基的多元醇、低碳醇的硼酸三醋和某些脂肪酸所合成的。这类表面活性剂一般为非离子型,但在碱性介质中重排为阴离子型,它们可为油溶性的也可为水溶性的。CP5其它类型的表面活性剂含硼表面活性剂的沸点一般都很高;不挥发,高温下极稳定,但能水解。与单甘油酯和酸性硼酸烷基甘油酯相比,具有优良的表面活性。抗菌性试验表明,有机硼表面活性剂具有很好的抗菌性,其抗菌性的强弱不仅取决于硼的含量,还与表面活性剂的结构密切相关。半极性有机硼表面活性剂不但具有抗菌性,而且毒性低,如液体硼酸双甘酯单棕榈酸酯的大白鼠口服量达12.5mL.kg-1,没有死亡的实例发生。CP5其它类型的表面活性剂含硼表面活性剂主要用作气体干燥剂、润滑油和水溶性无水液体的稳定剂、极压剂、压缩机工作介质和防蚀剂,聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯的抗静电剂、防滴雾剂以及各种物质的分散剂和乳化剂等。CP5其它类型的表面活性剂1.油溶性有机硼表面活性剂

油溶性有机硼表面活性剂是一种半极性化合物,其分子结构通式为:式中X、X’、Y、Y’—为氢原子、—CH3、—C2H5、—CH2OH、—(CHOH)n(n=0,1,2,3)等等基团。CP5其它类型的表面活性剂典型的结构式为:

硼酸双甘醋单酯硼酸双甘醋双酯CP5其它类型的表面活性剂2.水溶性有机硼表面活性剂

采用一般的方法合成出的有机硼表面活性剂由于其分子中亲水基团作用较弱,一般都难溶于水;而将环氧乙烷直接引入其分子中,即可制得水溶性有机硼表面活性剂。典型的结构式为:CP5其它类型的表面活性剂硫表面活性剂安红2012.05.25含硫表面活性剂1.特点:具有优良的杀菌作用,极强的去污能力,是一种很有发展潜力的新型表面活性剂。它也包括了阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型等多种类型。2.分子结构:CP5其它类型的表面活性剂高分子表面活性剂安红2012.05.25高分子表面活性剂1.定义:分子量在数千以上的表面活性剂。其实,聚醚型表面活性剂就是属于高分子表面活性剂。根据表面活性剂的定义,所有水溶性高分子化合物都属高分子表面活性剂。2.常见高分子表面活性剂常见的水溶性聚合物都可以被认为是高分子表面活性剂:⑴合成类水溶性聚合物:聚乙二醇(PEO)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、PAM、HPAM、甲叉基聚烯酰胺、磺甲基聚丙烯酰胺、氨甲基化聚丙酰胺、PVA、PVP。⑵纤维素衍生物:甲基纤维素(MC),羟乙基纤维素(HEC),羟丙基纤维素(HPC),羧甲基纤维素(CMC)。⑶淀粉衍生物:羟乙基淀粉(HES),羟丙基淀粉(HPS),羧甲基淀粉(CMS)等。⑷植物胶及其衍生物:瓜胶及其衍生物、田菁胶及其衍生物、槐豆胶及其衍生物等等。(5)生物聚合物:黄胞胶(XG)、硬葡聚糖(SG)等。CP5其它类型的表面活性剂粘弹性表面活性剂1.定义:粘弹性表面活性剂是能够使水溶液形成粘弹性流体的表面活性剂。粘弹性表面活性剂是一类具有特殊分子结构的表面活性剂,它是通过一个联结基团将两个单烷基链单头基普通表面活性剂在离子头基处以化学键连接在一起的二聚体。烷基链头基联接基团头基烷基链CP5其它类型的表面活性剂CP5其它类型的表面活性剂图新型表面活性剂和普通表面活性剂的分类示意图a普通型;bAOT型;cBola型;dGemini;e多聚;f过渡Bola型;g过渡多聚型2.结构特点由于粘弹性表面活性剂所具有的特殊结构,而具有某些特殊的性质,特别是具有更高的表面活性及其他物理化学特性,为高表面活性的粘弹性表面活性剂的广泛应用提供了基础。与传统单链表面活性剂分子相比,粘弹性表面活性剂分子最大的不同就是有间隔链,间隔链的性质及位置对粘弹性表面活性剂的物化性能的影响很大。一般来说,间隔链应靠近粘弹性表面活性剂的亲水基,间隔链远离亲水基直至靠近疏水链的另一端时,该物质即变为另一种特殊的表面活性剂。CP5其它类型的表面活性剂①至少有两个疏水链和两个亲水基。②疏水链可以是不同链长的碳氢链。③亲水基可以是阴离子型,如硫酸酯基、磺酸基、磷酸基和羧酸基等;也可以是阳离子型,如季铵盐、酰胺类和胺类等;或者为非离子型,如多元醇型、酚醚型和糖苷型等。同一分子中的两个亲水基可以不同。CP5其它类型的表面活性剂④根据间隔链的弯曲性,可分为刚性和柔性。前者包括较短的碳氢链,如亚二甲苯基、对二苯代乙烯基和乙炔基等;后者包括较长的碳氢链,如聚氧乙烯链、杂原子等。由于含有杂原子,间隔链的组成也不相同,其疏水和亲水的能力也不同,又可将其分为疏水和亲水两类。⑤大部分粘弹性表面活性剂具有两个相同的疏水链和亲水基。还有同时具有3个或4个两亲成分的三聚体、四聚体等低聚表面活性剂。理论上三聚体或四聚体表面活性剂中不同头基的组合比二聚体表面活性剂要多,然而目前还很少见到实例。CP5其它类型的表面活性剂3.粘弹性表面活性剂的性能特点研究表明,在保持每个亲水基团连接的碳原子数相等条件下,与传统单链表面活性剂相比,粘弹性表面活性剂具有如下特征性质:⑴更易吸附在气-液表面,从而有效地降低水溶液表面张力;CP5其它类型的表面活性剂粘弹性表面活性剂是通过化学键将两个表面活性剂的离子头基联结起来,两个离子头紧密联结,这种强的相互作用有效地阻止了离子头基电荷的排斥作用,使极性基实现了更为紧密的排列,这种结构使得碳氢链间的疏水结合力得到加强,且离子头基间的排斥力因受到化学键力的抑制而大大减弱,与普通表面活性剂相比,粘弹性表面活性剂在溶液表面上的排列更紧密,表面能更低,具有更高的表面活性。粘弹性表面活性剂的活性高,活性主要取决于两个离子头基紧密地联在一起,同时又与其烷基链联结的长度和性质有关。CP5其它类型的表面活性剂例如,刚性的较短联结基的m-s-m(m-s-m表示粘弹性表面活性剂分子,其中m为疏水链碳原子数,s为连接基碳原子数)季铵盐型粘弹性表面活性剂,在表面吸附层中,其联结基充分伸展;柔性的较长联结基的m-s-m季铵盐型粘弹性表面活性剂,其联结基发生扭曲,形成拱形,以使其分子间的排列更加紧密。CP5其它类型的表面活性剂⑵更易聚集生成胶团粘弹性表面活性剂在水溶液中能形成一系列的聚集体:球状胶束、椭球状胶束、棒状胶束、枝条状胶束、线状胶团、双层结构、液晶和囊泡等。对于某种粘弹性表面活性剂,特定形状聚集体的形成取决于两亲水基间的平衡距离、联结基的疏水程度和弹性度,同时还受疏水链对称度的影响。虽然粘弹性表面活性剂比单链表面活性剂更易在水中自聚,但是它降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向,降低水溶液表面张力的效率是相当突出的。如阴离子型粘弹性表面活性剂的临界胶团浓度(cmc)比相应的单体表面活性剂低2~3个数量级。CP5其它类型的表面活性剂⑶具有很低的Kraft点由于粘弹性表面活性剂具有两个亲水基,比相应的单体表面活性具有更强的亲水性,同时粘弹性表面活性剂由于含有两条疏水链,特别是联结基为柔性时,更易在水溶液表面吸附并形成胶团,使其具有较低Kraft点。因此,与相应的单体表面活性相比较,粘弹性表面活性剂具有更强的水溶性。CP5其它类型的表面活性剂⑷与传统表面活性剂的复配能产生更大的协同效应两种表面活性剂混合体系协同效应的存在,不仅取决于它们之间的相互作用的强度,还取决于混合体系中各组分表面活性剂的相关性质。为使两种表面活性剂产生协同效应,它们必须有相互吸引作用,而且它们的相关性质差异不能太大。阳离子粘弹性表面活性剂与普通阴离子表面活性剂混合时,在降低水的表面张力的效能和效率方面表现出显著的协同效应,与普通表面活性剂的复配体系相比一般可使cmc值降低一个数量级。由于这种协同效应,在实际应用采用与普通廉价表面活性剂复配可以降低成本。CP5其它类型的表面活性剂⑸具有良好的增溶能力由于增溶作用只发生在临界胶束浓度以上,而粘弹性表面活性剂的cmc比其相应单体表面活性剂更低,即粘弹性表面活性剂在水溶液中更易形成胶团,所以粘弹性表面活性剂对有机物的增溶能力更强。如m-s-m(m=8~16;s=2~6,8,10,12)季铵盐型粘弹性表面活性剂,对其他有机物的溶解能力随烷基疏水链长度的增加面增大。这类表面活性剂对有机物的溶解能力,当s=2~6时,随联结基长度的增加而增大;当s≥6时,随联结基长度的增加而减小。CP5其它类型的表面活性剂⑹具有良好的流变性能

表面活性剂水溶液的流变性与其在水溶液中的聚集状态密切相关。粘弹性表面活性剂的水溶液在低浓度时具有高的黏度,尤其是一些短联结基的粘弹性表面活性剂的水溶液具有有趣的流变性。随着较短联结基的粘弹性表面活性剂水溶液浓度的增大,溶液黏度可增大6个数量级,但随着水溶液浓度的进步增大,溶液黏度反而减小。因为表面活性剂分(离)子在水溶液中的聚集体结构的显著变化对溶液粘度有重大影响。随着溶液浓度的增大,溶液中线状胶团互相缠绕形成网状结构,因此水溶液黏度增大;但随着水溶液浓度的进一步增大,溶液中线状胶团的有效长度减小,网状结构遭到破坏,因此溶液黏度反而减小。CP5其它类型的表面活性剂4.粘弹性表面活性剂的制备⑴合成路线粘弹性表面活性剂的合成方法多样,主要可归属为下述4种方法:①用连接基团将两个双亲体在头基处键合起来,如两个叔胺或其衍生物与α,ω——双卤化物(X-R'-X)反应:CP5其它类型的表面活性剂②用连接基团先将两个尾链联结起来,再接上(或形成)头基.如采用二元醇二环氧甘油醚与长链脂肪醇反应,再与酸反应:CP5其它类型的表面活性剂③用连接基团先将头基联结起来,再接上尾链。如以乙二胺、氯乙酸钠、月桂酰氯为原料,合成下列产物:CP5其它类型的表面活性剂④先合成一端的疏水链与头基(或选用这样的原料),引入连接基团后再加入另一端的头基与疏水链。此法多用于不对称粘弹性表面活性剂的合成,如:CP5其它类型的表面活性剂粘弹性表面活性剂分子的合成受反应条件的影响很大,而粘弹性表面活性剂的分离提纯往往也是其制备过程中的关键步骤之一。粘弹性表面活性剂分子的合成涉及较多的副反应,常会产生一些疏水链或亲水基团与粘弹性表面活性剂分子相同的副产物,很难分离。由于粘弹性表面活性剂通常带有电荷,用柱层析法时易被固定相吸附,分离效果不佳,因而主要的分离方法为萃取和重结晶。萃取和重结晶的溶剂选择十分考究,常能决定实施萃取与重结晶的成败,常用的溶剂为丙酮、乙醚、乙醇、乙酸乙酯、正己烷等及其混合溶剂。CP5其它类型的表面活性剂⑵阳离子型粘弹性表面活性剂的合成方法①季铵盐阳离子型粘弹性表面活性剂阳离子型粘弹性表面活性剂的研究文献最多,几乎占了粘弹性表面活性剂的2/3。主要是双季铵盐型,也有少数几种其它类型。双季铵盐型的合成由叔胺、浓盐酸、二溴代烷烃按2:1:1的摩尔比在乙醇中回流反应3h,然后减压蒸馏除去溶剂,在乙醇—乙酸乙酯混合溶剂重结晶3次,得到白色絮状晶体即为产物。CP5其它类型的表面活性剂其合成路线如下:其中,x=3,4,6;m=12,14,16,18,n=12,14,16,18CP5其它类型的表面活性剂②醇醚键联结型阳离子粘弹性表面活性剂合成阳离子粘弹性表面活性剂的第二种方法是先合成出含间隔基团双疏水链醇类化合物,然后与氯代叔胺缩合,脱去氯化氢,接上极性头基,便得到以醚键作为间隔基的阳离子粘弹性表面活性剂。以壬基酚和甲醛为原料,在催化剂作用下于80%缩合制得二(2羟基5壬基苯基)甲烷,与环氧氯丙烷在碱性条件下反应得到中间体(SM),再与三乙醇胺盐酸盐在异丙醇溶液中于6O℃反应,得到一种双子表面活性剂。CP5其它类型的表面活性剂合成路线:CP5其它类型的表面活性剂③其它基团联结的阳离子粘弹性表面活性剂除上述两种基团外,由酰胺基、酯基、苯基或多种基团组合作为的间隔基团,插入到两个传统的表面活性剂分子之间,将两个亲水基连接起来,也可以得到阳离子粘弹性表面活性剂。CP5其它类型的表面活性剂以氯乙酰氯、乙二醇、长链叔胺为原料,合成了一系列含有酯基的季铵盐粘弹性表面活性剂,合成路线如下:其中R=C12H25,C14H29,C16H33CP5其它类型的表面活性剂⑶阴离子型粘弹性表面活性剂的合成方法阴离子型粘弹性表面活性剂种

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