醚功能化离子液体型表面活性剂的合成及性质研究

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1、SYNT脏SEANDPRoPERTIESOFCHOLI卜陋．TYPESURFACTANTADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByLuoErfengSupervisor：Prof．SongShiliMar，2014摘要本文通过两步合成了三种不同碳链长度的含醚键的离子液体型表面活性剂(C。OC

2、minCl)：3．十烷氧甲基．1．甲基咪唑(CloOCminCl)；3．十二烷氧甲基-1-甲基咪唑(C120CminCl)；3．十四烷氧甲基．1．甲基咪唑(C140CminCl)；并用核磁共振(NMR)技术进行了表征。本文用电导率方法测定合成的三种表面活性剂的临界胶束浓度，测定温度范围为20到50℃，并用荧光探针法和表面张力法验证了25"C时的临界胶束浓度，测量值基本一致的，说明所测的结果是可靠的。并计算得到一些列表面参数，临界胶束浓度(CMC)、反离子结合度(13)、表面张力(丫)、吸附效率(pC20)等。结果表明，对于此类含醚

3、键离子液体型表面活性剂，随着碳链的增长，其电导率呈下降趋势，CMC值是降低的，且CMC值是随着温度的升高而增加的。反离子结合度的变化与CMC的变化相反，它随温度的升高而减小，随碳链长度的增加也减少。运用相分离模型计算了胶束化过程的吉布斯自由能变(△G：)、焓变(aN。)及熵变(Aso)，在本实验的温度范围内，从其热力学参数发现胶束化过程为自发进行的过程，焓变和熵变呈现的线性关系，胶束化过程具有很好的焓．熵补偿效应，焓变对水溶液中该类表面活性剂的胶束化过程起主要作用，为焓驱过程。热力学实验说明表面活性剂的热稳定性随着碳链的增加稳定性

4、增强。通过合成的醚键咪唑类离子液体表面活性剂C。OCminCI和水构建溶致液晶，综合利用偏光显微镜(POM)、核磁共振技术(2HNMR)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对液晶样品进行分析，对形成的液晶相结构进行机理分析。发现C。OCminCl／H20体系中形成的各项异性的液晶相根据烷基碳链的长度及它在水溶液中的浓度有很大的关系：并考察了所形成的的溶致液晶与温度的关系，结果显示形成各项异性溶致液晶在所考察的很宽的温度范围内是很稳定的；且该体系中液晶的形成过程中，氢键网络能力被认为是形成溶致液晶不同相的重要驱动力。本文通过电导率方

5、法及粘度测量法考察了外加添加剂短链有机醇和无机盐(甲醇、乙醇、正丙醇、乙二醇、氯化钠)对C140CminCl水溶液的CMC和B的影响，表明体系中的胶束不仅与醇／水介质的本性有关，还和体系所占醇的浓度有很大关系。随着醇浓度的增加，C。OCminCI的CMC值先是增加，当醇浓度增大到一定值后，CMC开始减小，对于不同链长的醇所需的醇浓度是不同的，而B值是和CMC对应的先减小后增大。同时考察了J'f-力a电解质对及J'b力ll电解质与短链醇对C140CminCl水溶液体系粘度的影响。发现无电解质时，醇的加入对C140CminCl／H20

6、体系粘度随醇的浓度增大而线性增加，但看不出对胶束的影响。但存在电解质NaCl时，体系粘度在添加的有机醇(甲醇、乙醇、丙醇)参与下变化不大，但乙二醇参与的体系粘度先增大后减小。关键词：含醚键咪唑离子液体型面活性剂，合成，热力学，胶束，溶致液晶ABSTRACTThreeether-typeimidazoliunionicliquidsurfactantsC。OCminClwithdifferentan,ylchains(3·decyloxymethyl—l-methyl-1H-imidazol-3-iurnchloride．3-dod

7、ecyloxymethyl-1-methyl·1H-imidazol-3·iumchlorideand3-tetradecyloxymethyl-1-methyl一1H-imidaz01．3．iumchloride)havebeensynthesizedinvolvingtwostepsandcharacterizedbyNMR．Thecriticalmicelleconcentrationofthesurfactantsaqueoussolutionhasbeenmeasuredinthetemperaturerangefrom

8、20℃to50℃bythemeasurementsonconductivity．Thecriticalmicelleconcentrationsalsoobtainedthroughthesurfacetensionandfluorescencem