低聚表面活性剂的合成及性质研究

《低聚表面活性剂的合成及性质研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第一章绪论1.1低聚表面活性剂概述表面活性剂的表面活性源丁淇分了的两亲结构，亲水基（hydrophilicgroup）和亲油基（hydrophobicgroup）o分子在亲水基团的作用下冇进入水中的趋势，而受亲油基团的影响则冇逃离水相的趋势。当两种趋势达到平衡，表面活性剂在水表富集，当表面吸附达到饱和吋，随着表面活性剂浓度的增加，表面活性剂分子无法再表面（或界面）继续富集，而疏水基仍然有逃离水相的趋势，因此表而活性剂在溶液内部开始自聚，疏水基内聚形成内核，亲水基朝外与水接触，便开始形成胶束。此时表面活性剂浓度便达到cmc值，其大小

2、是衡量表面活性剂所具有表面活性高低的一个重要指标。当表面活性剂的浓度高于cmc值后，便自发形成不同行形貌的有序组合体，胶束（球状、棒状或层状）、反胶束、囊泡、液晶或微乳液等[1],如图1-1[2]。此类形态各异有序聚集体的形成使表而活性剂具有了多种特性和功能[37],具冇很广泛的应用价值，备受广大学者关注。SurfactantMoleculesSphericalMicellesHexagonalPhaseReverseHexagooulPhaseUimcllufPhuseRevenueMiceltes图1-1表面活性剂白纽装聚集体

3、形态众所周知，表面活性剂广泛的应用于很多领域，应用遍及化工、纺织及印染、石油开采、采矿、医药、微生物、日化轻工等不同领域，与许多重要学科有密切联系，例如生命科学、材料科学、能源科学、环境科学等。但长期以来，大多数关于表而活性剂的研究都只着眼于拥冇一个极性头基和一条疏水链的单体表面活性剂。1971年，Bunton[10]等人合成一种新型的表面活性剂二聚表面活性剂（Gemini表面活性剂）加入到表面活性剂的行列中。该种表面活性剂具有两个亲水头基和两条疏水链，屮间由一条连接基团在头基处或接近头基的疏水链处连接而成。表而活性剂剂在冇序聚集

4、的过程屮会产生一种头基分离力，二聚表而活性剂的特殊结构缓解了这一现象，赋予其更高的表面活性，与传统的表面活性剂相比，更易在气/液表面上吸附，具冇更低的cmc值和更低的Krafft点，能够更冇效的降低表面张力，具冇更好的复配协同效应以及很好的钙皂分散能力等［11］。此外，基于自身的分子结构和实验条件(例如离子强度、温度、紫外线、酸碱度等)，二聚表面活性剂具有更丰富的聚集形态［12~15］。1990年，随着阴离子型Gemini表而活性剂的合成［16］,揭开了二聚表而活性剂系统工作的序幕。在过去的20年里该二聚类型的表面活性剂得到了更深

5、入的研究［17〜25］。其中尤以法国CharlesSadron研究所的Zana组［26〜29］、美国Emory大学的Menger组［30〜32］、美国纽约市立大学Brooklyn学院的Rosen组［33〜36］和日木Osaka大学的Nakatauji组［37~40］为代表。相比之下，国内的二聚表面活性剂的研究进行的较晚，相对较早的是大连理工大学的王江等［20］首先合成一种氨基酸型二聚表而活性剂，经证明•其乳化作用十分显著，将英应用在农药研究中也得到了很好的效果。1999年，赵剑曦［21］发表了一篇文章，概述了国外二聚表面活性剂的研

6、究状况，使得我国科研人员对低聚表面活性剂产生了极人的兴趣，并相继展开了研究［4广49］。在经过多年的研究后，二聚表面活性剂优良性能逐渐得到广大研究学者的肯定。人们开始对多聚表而活性剂产生了兴趣，例如三聚四聚表而活性剂(具冇三个或四个亲水头基和疏水链,并通过连接基团连接)，期望其能具有比二聚表面活性剂更好的水溶液性质。口此，人们将这类出连接基团通过化学键在其头基或靠近头基处将两个或两个以上的两亲成分连接而成的表面活性剂统称为低聚表面活性剂。低聚表面活性剂的出现填补了传统表面活性剂与高分子表面活性剂的空口，被称作新一代表面活性剂。早在

7、1995年，Laschewsky［50］在其综述屮给出了低聚表而活性剂的定义，自此低聚表面活性剂的研究工作在许多方面广泛展开。Zemei等人［51］首先报道了一种阳离了型三聚表面活性剂(12-3-12-3-12.3Br'),研究证明该种表面活性剂在溶液中形成枝化细长的胶束。在其工作组进一步的研究屮发现，阳离子四聚型表面活性剂(12-3-12-4-12-3-12.4Bf)［52］在水溶液中形成的是一种封闭环型的胶束。Menger等人［53］合成了两个系列的阳离子低聚表面活性剂，并命名为"multianned"表而活性剂。他们设想这种

8、稀松的末端结构会彼此连结作用,很可能形成树枝状的聚合形态，但是这一设想还没通过实验证明。Yoshimura和同事［54］合成了一系列环形三聚表面活性剂，并在其水溶液中发现较大微粒存在。然而他们并没有对这种聚集结构进行定义。国内在研究低聚表面活性剂方