可断键均三嗪脂肪磺酸盐表面活性剂的合成及其性能研究

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可断键表面活性剂因结构中含有在一定条件(如酸解、碱解、热分解及光辐射等)下可断裂(裂解)的弱键,而具有更好的环境友好性。同时,可断键表面活性剂可以解除表面活性剂发挥作用后不希望出现的泡沫、乳化等情况,及其裂解后的产物所产生的一些新功能可用于某些特殊领域(如生物制药领域),引起了国内外科学家的普遍注意。目前,可断键表面活性剂的开发和性能研究已成为表面活性剂领域的一个研究热点。论文以三聚氯氰、脂肪胺(正辛胺、十二胺、十四胺、十六胺)和氨基乙磺酸为原料,合成了4种不同烷基链长的新型可断键均三嗪脂肪磺酸盐表面活性剂[2-脂肪胺基-4-(2-磺基乙基)胺基-6-氯-1,3,5-均三嗪](分别简写为:OSEAT、DSEAT、TSEAT、HSEAT),其收率均大于85%。采用元素分析、1HNMR、IR、UV对产物OSEAT、DSEAT、TSEAT、HSEAT的结构进行表征,并对它们的性能进行了研究。结果表明该类表面活性剂具有如下特征:较高的表面活性,25℃下其临界胶束浓度CMC分别为6.19×10-3、1.77×10-4、3.58×10-5、7.67×10-5mol/L,临界胶束浓度下的表面张力γCMC分别为39.21、38.48、32.53、38.15mN/m,降低水溶液表面张力的效率pC20分别为2.81、4.37、5.01、4.57。良好的起泡性和稳泡性(泡沫稳定性为90~98%),其中DSEAT的起泡性最好,其最大泡沫高度可达185mm;HSEAT的发泡力随温度的升高而增大,55℃时达到最大值144mm;OSEAT的抗钙能力最强,其起泡性和稳泡性几乎不受Ca2+浓度的影响。DSEAT和TSEAT具有较好的润湿和乳化性能,它们的润湿时间分别为79.5s和295.2s,乳化分水时间分别为107.5s和93.5s;与十二烷基苯磺酸钠C12-LAS相比,该类表面活性剂降低水溶液表面张力的效率高、在硬水中的稳定性好、发泡能力强、润湿和乳化性能优。
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