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相比较于传统的单链表面活性剂,低聚表面活性剂由于其特殊的分子结构,具有更高的表面活性以及更低的临界胶束浓度,具有更广阔的应用前景。目前,人们对季铵盐型Gemini(二聚)表面活性剂研究较多,但关于其三聚、四聚乃至更高聚合度的表面活性剂报道研究较少。本课题组依据以往合成Gemini表面活性剂的经验,借鉴Gemini表面活性剂的结构特点,以季戊四醇为核,合成了树枝状的季铵盐型四聚表面活性剂(4Cntetra Q,n=12,14,16),并研究其物化性能和应用性能,其主要内容以及研究结果如下:1.以季戊四醇、环氧氯丙烷、叔胺为原料合成了一系列的季铵盐型四聚表面活性剂,同时,通过熔点测定了其纯度,并利用红外光谱、核磁共振等现代精密仪器对其分子结构进行表征,分析结果与分子的理论结构一致;2.测定了4Cntetra Q的溶解度以及克拉夫特点,其中4C12tetra Q和4C14tetra Q相比较于4C16tetra Q具有更好的溶解度以及更低的克拉夫特点,这说明它们有更广泛的应用范围;3.在25℃下,用QBZY-2全自动表面张力仪通过铂金版法测定了4C12tetra Q、4C14tetra Q、4C16tetra Q三种表面活性剂的表面张力和临界胶束浓度(cmc),其中cmc分别为0.37mmol/L,0.046mmol/L,0.00547mmol/L,相比较于单链表面活性剂DTAB(15.7 mmol/L),具有更高的表面活性剂;4.通过分水时间法测定了4Cntetra Q对液体石蜡的乳化效果,结果表明4Cntetra Q的乳化能力比传统的单链表面活性剂(DTAB)更强,另外烷基链长度为16的低聚表面活性剂乳化性能最好;5.通过Ross-miles法测定了4Cntetra Q起泡性和稳泡性,并与单链表面活性剂DTAB的乳化性能对比,结果表明4Cntetra Q泡沫性能比DTAB更好;6.测定了不同温度下4CntetraQ的电导率,并通过电导率和浓度的关系曲线得到反离子结合度(β)和临界胶束浓度(cmc),25℃下测得的cmc与铂金板法测得的cmc值一致;研究了cmc与表面活性剂分子结构、温度的关系,结果表明碳链越长,温度越低,cmc值越低;研究了4Cntetra Q在水溶液中的胶束化行为,结果表明4C12tetra Q、4C14tetra Q、4C16tetra Q三种表面活性剂在水溶液中的胶束化过程是自发的,并且,随着疏水烷基链长度的增加,ΔGo mic逐渐降低;7.在25℃,通过稳态荧光探针法测定季铵盐型四聚表面活性剂的cmc值和胶束聚集数,其中cmc值与铂金板法和电导率法测定的cmc值一致;8.通过绝迹稀释法重点探究了4C12tetra Q对油田污水中的硫酸盐还原菌(SRB)的杀菌性能,结果表明,相比较于传统的杀菌剂“1227”,在浓度均为15 mg/L时,4C12tetra Q的杀菌率远高于1227,高达95.1%;9.通过失重法、电化学法等重点考察了4C12tetra Q的缓蚀性能,结果表明,4C12tetra Q在A3碳钢表面的吸附符合朗格缪尔吸附模型;在4C12tetra Q的浓度为45mg/L时,缓蚀效率达到95.8%;通过扫描电子显微镜(SEM)等现代精密仪器从微观角度证明了4C12tetra Q的高缓蚀性能。