ASB表面活性剂的合成与性能研究

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ASB表面活性剂是在长链甜菜碱表面活性剂的基础上进行改性的新型产品。双个长链烷基使得ASB表面活性剂良好的亲油性,能使油水界面张力降低到超低的数量级,同时ASB表面活性剂分子中酰胺基和磺酸基的引入,使得产品具有优于一般表面活性剂的配伍性,生物降解性,低刺激性,抗温性等特点。本文利用二乙烯三胺为原料分别于十二酸、十四酸和十六酸反应,得到三种不同的中间体DAE,再以中间体DAE为原料与甲酸、甲醛反应,得到三种叔胺中间体TEA,最后用TEA与3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应制得新型结构的ASB表面活性剂。采用正交试验以及Box-Behnken中心组合试验综合探讨了DAE、TEA和ASB的最佳合成条件,利用红外光谱和化学分析法等手段对产物进行了结构表征,并对ASB甜菜碱的界面性能进行了研究。正交试验以及Box-Behnken中心组合试验结果表明:DAE-12、DAE-14和DAE-16的最佳物料比均为2.1:1.0,反应时间分别为10h、12h、12h,反应温度分别为140℃、140℃、160℃,催化剂用量均为0.3%;ABS-12、ABS-14和ABS-16的最佳物料摩尔比均为1:1.1,溶剂比(乙醇:水)为2:1,反应时间依次为11h、12h、12h,反应温度依次为80℃、85℃、85℃。ASB表面活性剂的界面性能实验结果表明,三种ASB表面活性剂都具有较高的表面活性剂、较好的抗温性、以及较强的耐硬水性。其中ASB-12的cmc为2.04×10-4mol/L,γcmc为26.14mN/m,其浓度为0.15%时,界面张力能达到10-4mN/m数量级;ASB-14的cmc为1.86×10-4mol/L,γcmc为30.14mN/m,浓度为0.10%时,界面张力能达到10-4mN/m数量级;ASB-16的cmc为1.78×10-4mol/L,γcmc为33.24mN/m,浓度为0.1%时,界面张力能达到10-3mN/m数量级。
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