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硼酸酯表面活性剂是一类特种表面活性剂,表面活性优异,具有众多常规碳氢表面活性剂无法替代的特性,如抗静电、抗磨润滑、阻燃等。本文合成了一种新型结构的非离子可聚合硼酸酯表面活性剂BES及其均聚合物PBES,和BES/丙烯酰胺的共聚合产物P(BES—AM)。考察了多种因素对合成/聚合反应的影响,得到优化合成工艺;由FT-IR、1H-NMR、GPC、特性粘度等方法对合成产物进行了结构表征;并采用表面张力、透射电镜等方法,研究了BES及其聚合物PBES、P(BES—AM)在水溶液体系的表面活性及其混合效应等表面物理化学性质;并探索了其在水溶液体系中的部分应用性能,如金属缓蚀性能及水溶性纳米镍催化剂制备中分散性影响等。研究表明,BES抗水解能力强,有较强的均聚和共聚合能力,表面活性优异,25℃下,pH=7时,BES临界胶束浓度cmc为0.066 mmol·L-1,γcmc达到29.2 mN·m-1,优于具有相同疏水链长的不同类型表面活性剂。PBES产物重均相对分子质量范围为1.5×104~3.5×104,cmc达到0.07~0.15 g·L-1,γcmc可达30~32 mN·m-1,表面活性接近常规低分子表面活性剂。BES、PBES与十二烷基苯磺酸钠(LAS)的混合体系有明显的协同增效效应;PBES存在下,LAS溶液表面张力—浓度曲线出现两处转变点C1点、C2点,C1<C2<cmcLAS。P(BES—AM)产物特性粘度在47~88 mL·g-1(相对分子质量计算值约为9.8×104~2.2×105),其γcmc在30.5~40.5 mN·m-1之间,cmc在0.23~2.30g·L-1之间,表面活性也接近常规低分子表面活性剂。聚硼酸酯PBES在水溶液中可自发形成囊泡。在0.1 mol·L-1NaCl水溶液中,PBES囊泡呈圆形或椭圆形,直径约在150~250 nm之间;PBES形成的囊泡在乙醇—NaCl水溶液混合体系中具有较高的稳定性。采用排列参数理论,经过一定近似处理,对BES和PBES在溶液中的自组装结构形成过程机理进行了研究,并给出其自组装模型。BES、PBES及P(BES—AM)皆有良好的金属缓蚀性能,优于常规缓蚀剂OP—10和吐温—85。30℃和50℃时,表面活性剂含量为200 mg·L-1时,在1 mol·L-1HCl溶液中对45#碳钢,PBES的缓蚀性能最高,缓蚀率可达97%以上。BES略低,P(BES—AM)在相同条件下的缓蚀率也可达到87%以上。以不同表面活性剂为分散稳定剂,制备水溶性纳米镍催化剂,用于邻氯硝基苯催化加氢制备氯代苯胺。采用PBES时,催化剂回收套用二次转化率最高,可达到90.2%。