n-全氟辛酰基氨基乙酸盐的合成及性能研究

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1、河北科技大学硕士学位论文N-全氟辛酰基氨基乙酸盐的合成及性能研究姓名：马清润申请学位级别：硕士专业：环境科学指导教师：韩菊20090501摘要摘要氟碳表面活性剂的独特性能常被概括为高表面活性、高耐热性、高化学稳定性。其含氟烃基既憎水又憎油，在用量很少时就能使水或有机溶剂的表面张力降至很低的数值；它具有很高的耐热性，大都可在150℃以上的温度下使用；它有很高的化学稳定性，不会与各种强氧化剂、强酸和强碱发生反应而分解。研究了N．全氟辛酰基氨基乙酸盐阴离子表面活性剂的合成与性能，优化了合成条件，通过红外、核磁等手段分析确定产物结构。在传统合成方法的基础上，探索了绿色合成路线，并对合成产物进

2、行了相关物化性能测试。研究内容及结果如下：1)合成了N．全氟辛酰基氨基乙酸盐阴离子表面活性剂。通过单因素试验确定全氟辛酰氯的最佳合成条件为：全氟辛酸与二氯亚砜的摩尔比为1：1．6，回流时间为3h，反应温度为68℃；在此基础上进行第二步反应，通过单因素试验和正交试验得出最佳合成条件：全氟辛酰氯与氨基乙酸的摩尔比为1：1．5，反应溶剂为乙腈，缚酸剂为无水吡啶，‘反应时间为20h。回收的溶剂循环使用3次，对收率无明显影响。对合成的产物通过红外、核磁等手段进行了表征，确定为目标产物。2)合成了一类碱性离子液体，并对其在N．全氟辛酰基氨基乙酸合成中的应用进行了研究，实验表明，用其替代无水吡啶作

3、缚酸剂是可行的。该方法与传统的合成方法相比，反应时间由20h缩短为12h，反应温度由78℃降低为70℃，但收率仅为36％。分析得出，所合成的碱性离子液体对本反应有一定的催化活性，探索了N．全氟辛酰基氨基乙酸盐的绿色合成路线。3)对合成的产物进行了物化性能测试。结果表明，N．全氟辛酰基氨基乙酸的熔程为1299C～136℃。两种N．全氟辛酰基氨乙酸盐表面活性剂在极性溶剂中均具有较好的溶解性，在非极性溶剂中不溶或微溶；两种表面活性剂均显示了良好的表面活性，可以显著地降低表面张力。合成的两种N．全氟辛酰基氨乙酸盐的表面活性剂均显示了不同程度的热稳定性。关键词氟碳表面活性剂；N．全氟辛酰基氨乙

4、酸盐；绿色合成；性能AbstractFluorosurfactantisoneofthemostimportantspecialsurfactants，itsparticularproper-tiesareusuallyconcludedas11i曲surfaceactivity，highheatresistanceandhighchemicalstability；fluoroalkylishydrophobicandoleophobic．Fluorosurfactantisthemosteffectivesuffactantwehaveeverknown；ontheonehand，

5、itcanreducethesurfacetensionofwaterororganicsolventtoaverylowvalue；ontheotherhand，thequantityneededismuchlessthanothers．Fluorosurfactantishighheatresistance，mostofthemcanbeusedOVer150"C．andtheothersurfactantsusuallyCannotbeusedinsuchlli曲temperature．Fluoro。surfactantishighchemicalstability；itwil

6、lnotreactwithstrongoxidant，strongacidorstrongalkali，andremainshighsurfaceactivityintheirsolution．ThesynthesisandpropertiesoffluorosurfactantN-perfluorinatedawlsymplecticaminoaeeticacidsaltarestudiedinthispaperfirstly(F!rstly，thispaperstudyaminoaceticacids{ilt)，tooptimizethesynthesisconditions．B

7、yothermeansofanalysistodetermineitsstructure·(wecandetermineitsstructurebyIRandNMRanalysismethods)Basedontheexplorationofgreensynthesisroute，wetesttherelevantphysico．chemicalpr．opertiesoftheproduct．Theresultsofthestudyareasfollows