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表面活性剂在工业,农业和日常生活中具有广泛的应用,探索具有优良性质的新型表面活性剂成为摆在科研人员面前的重要课题。目前,一类新型的表面活性剂—Gemini表面活性成为研究的热点,Gemini表面活性剂是一种分子结构新颖的新型表面活性剂,表现出很多奇异的特性。本论文通过一系列的实验,合成了两个系列的季铵盐Gemini表面活性剂对称的n-10-n和不对称的n-10-m(n≠m),测定了它们的结构,CMC,研究了它们的防腐性能和在相转移催化方面的应用。主要工作和实验结果如下: 1.本文合成了两个系列的季铵盐Gemini表面活性剂,采用UV、IR、1HNMR,元素分析表征了它们的结构,结果表明所合成的目标化合物符合指定结构。对影响反应的因素进行了讨论,找出了合成的最佳合成条件。 2.采用气相色谱法对己二酸二(N,N-二甲基胺基乙基)酯定量分析方法进行了研究:FID检测器,采用1m×2.5mm玻璃柱,填充物为2.5％OV-17 Chromosorb W-HP(80～100目);2,4-二氯-1,5-二硝基苯为内标物;柱温:200℃;气流速度:载气(N2):30mL/min;氢气(H2):30/min;空气:300mL/min;其线性回归方程为Y=1.4213X-0.093,相关系数r=0.9999,其标准偏差为0.23％,变异系数为0.25％。 3.采用溴酚蓝两相滴定法测定己二酸二酯类Gemini双子表面活性剂的含量,测定结果如下:8-10-8、14-10-14、16-10-16、12-10-12、12-10-16、14-10-16的含量分别为:99.6％、98.1％、99.2％、99.1％、99.4％、99.5％.4.采用电导法测定所合成的季铵盐Gemini表面活性剂的临界胶束浓度(CMC),其临界胶束浓度为:12-10-12、14-10-14、16-10-16分别为:9.92×10-4、7.77×10-4、8.45×10-5mol/L。 5.通过挂片失重法研究12-10-12、14-10-14、16-10-16双子表面活性剂在1M盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能,结果表明随着表面活性剂12-10-12、14-10-14、16-10-16的浓度的增加,对碳钢的缓蚀效率增加,当表面活性剂浓度接近各自的临界胶束浓度时缓蚀效率接近最大值。其缓蚀机理为表面活性剂在碳钢表面的吸附形成分子膜,从而阻碍了盐酸对钢铁的腐蚀。在所研究的浓度范围内,盐酸溶液中该类双子表面活性剂在碳钢表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,其方程分别为:C/E=1.040C+5.975×10-8,C/E=1.039C+2.945×10-7,C/E=1.049C+4.841×10-7,其吸附自由能(ΔG)分别为:-52.902、-48.816、-47.542 KJ/mol。 6.以醋酸钠和对甲基氯苄在12-10-12为相转移催化剂条件下的亲核取代反应为探针反应,发现12-10-12对醋酸钠和对甲基氯苄反应的催化效果与传统表面活性剂(如四丁基溴化铵)相比要好得多,并提出了反应机理模型。本文也研究了苯酚与溴丁烷在碱性条件下的反应,发现所合成的表面活性剂对苯酚与溴代烷的反应起抑制作用。