gemini型季铵盐表面活性剂的合成及应用

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1、Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及应用班级：应化1004班姓名：梁伟学号：2010016119摘要：为了把Gemini型季铵盐表面活性剂的功能及应用介绍得更加详细彻底，本文总结了部分Gemini型季铵盐表面活性剂的合成方法，综述了近年来Gemini型季铵盐表面活性剂的结构研究进展及该类表面活性剂的应用情况。关键词：Gemini季铵盐表面活性剂1.前言：Gemini型季铵盐表面活性剂的合成出现在20世纪90年代，与传统面活性剂相比有更高的表面活性【1】，更低的临界胶束浓度，具有能降低溶液的表面张力、增溶、乳化与破乳、分散与凝聚、起泡与消泡等优良性质，因此在石油工业、新材料

2、和生物技术等许多领域都有广泛应用。Gemini型表面活性剂的出现彻底改变了人们对表面活性剂的思考模式，因为它是通过化学键联接方式来提高表面活性，和以往所用的物理方法不同，同时在概念上也是一个突破，Gemini表面活性剂是结构新颖的新一代表面活性剂，其优良的性能引发了各国对该类型表面活性剂的研究热潮。Gemini型季铵盐表面活性剂的独特结构使其具有传统表面活性剂所无法相比的性质,如具有极高的表面活性；良好的水溶性；连接基团为亲水基的Gemini型表面活性剂有很低的Krafft点【2】，能够溶于冷水中；具有更好的钙皂分散性，可用于制备高效润湿剂；一些短链连接基团的Gemini型

3、表面活性剂具有独特的流变性能,在稀的浓度范围内表现出黏弹性；与普通的表面活性剂有良好的协同效应,使体系性能更卓越；以及水溶助长性和生物安全性等。Gemini型表面活性剂的应用非常广泛，如在印染行业中,用作涤纶织物碱减量促进剂和阳离子染料染色缓染剂；在农业上，可用来清洗土壤；用作药物载体、化学反应催化剂、石油添加剂、抗静电剂、织物柔软剂和防腐剂等【3】。国内外Gemini型表面活性剂的合成研究一直比较活跃，已有阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型的合成报道。12Gemini型季铵盐表面活性剂的合成2.1Gemini型季铵盐表面活性剂的结构Gemini型季铵盐表面活性剂作为一种

4、有“工业味精【3】”之称的新一代表面活性剂，具有自己所有的特殊结构。Gemini型季铵盐表面活性剂的结构一般由三部分组成：一是疏水基，由两条或两条以上长链脂肪烃组成，一般位于分子的两端；二是亲水基，包含两个季铵正离子；三是联结基，位于分子的中间，起到联结两个亲水基的作用。与传统的单链表面活性剂分子结构相比，Gemini表面活性剂分子最大的不同就是有间隔链，并且间隔链的性质及位置对Gemini型季铵盐表面活性剂的物化性能影响很大【4】，从而可以强烈的影响到其表面活性。对于Gemini型季铵盐表面活性剂，其结构都有如下几个特点：①至少有两个疏水链和两个亲水基。②疏水链可以是不同

5、链长的碳氢链。③亲水基可以是阴离子型（如硫酸酯基、磺酸基、磷酸基、羧酸基等），也可以是阳离子型（如季铵盐、酰胺类、胺类等）或非离子型（如多元醇型、糖苷型等），同一分子中的两个亲水基可以不同。④根据间隔链的弯曲性，可分为刚性链和柔性Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及应用链【5】，前者包括较短的碳氢链（如亚二甲苯基、对二苯代乙烯基），后者包括较长的碳氢链（如聚氧乙烯链）。由于杂原子等间隔链的组成不同，其疏水和亲水的能力也不同，又可将其分为疏水或亲水两类。⑤大部分Gemini型表面活性剂具有两个相同的疏水链和亲水基。2.2Gemini型季铵盐表面活性剂的合成方法2.2.1疏水

6、链加入法此合成方法主要适用于原料化合物中已有间隔链并且和两个亲水链连接在一起【6】，只需加入两个疏水链即可合成Gemini型表面活性剂。这种方法的原理简单，过程清晰，易于控制，该法主要利用的化学方程为：22.2.2间隔链加入法此合成方法适用于两个原料化合物都分别有亲水链和疏水链，只需一个间隔链将两个化合物连接在一起即可合成Gemini型表面活性剂。此合成方法也类似于上个合成方法，简单易于操作，便于制备，其反应方程式如下：2.2.3亲水链加入法此合成方法适用于由间隔链先加入两条疏水链，然后在加入两条亲水链即可合成Gemini型表面活性剂。方法简单，便于制备，其反应方程式如下：

7、2.3Gemini型季铵盐表面活性剂的分类Gemini型表面活性剂种类繁多，结构也各种各样，就其分类和传统的表面活性剂一样可以分为阳离子Gemini型表面活性剂、阴离子Gemini型表面活性剂和非离子Gemini型表面活性剂。其中阳离子Gemini型表面活性剂是指具有阳离子亲水链的表面活性剂，主要包括季铵盐、酰胺类、胺类和吡啶盐类【7】；阴离子Gemini型表面活性剂指具有阴离子亲水性基团的表面活性剂，包括磺酸盐、羧3酸盐、磷酸盐和硫酸盐类；非离子Gemini型表面活性剂主要包括糖的衍生物、醇醚和酚醚类，具有不受溶