Gemini表面活性剂的研究进展

Gemini表面活性剂是类分子中含有两个或两个以上亲水亲油基团的新型表面活性剂.介绍了Gemini表面活性剂独特的胶束结构和界面吸附状态,讨论了几种类型Gemini表面活性剂的合成方法及产品性能,同时指出开发此类表面活性剂具有十分广泛的应用前景.     

Gemini表面活性剂的研究进展

Gemini表面活性剂是类分子中含有两个或两个以上亲水亲油基团的新型表面活性剂.介绍了Gemini表面活性剂独特的胶束结构和界面吸附状态,讨论了几种类型Gemini表面活性剂的合成方法及产品性能,同时指出开发此类表面活性剂具有十分广泛的应用前景.     

新型Gemini表面活性剂的合成及表面性能

合成制备了4 种含有不同疏水基及联接基团的阳离子型Gemini 表面活性剂. 红外谱图分析和质谱表征显示, 产物与设计的目标分子结构基本一致; 表面张力的测试结果表明,产物的临界胶束浓度(critical micelle concentration, CMC)同传统的表面活性剂相比降低了12 个数量级, 且随着疏水基C 原子和联接基团的单元数的增加而下降; 乳化性能测试结果表明, 产物在高盐浓度下的乳化能力明显优于传统单链型表面活性剂.     

磺酸盐型Gemini表面活性剂的合成及在三次采油中的应用研究

为了提高驱油用表面活性剂降低油水界面张力的能力,以提高原油的采收率.合成了磺酸盐型Gemini表面活性剂,并将其与石油磺酸盐复合,采用tx-500界面张力仪测定了复合体系降低油水界面张力的能力.研究表明:当质量分数为1%时,磺酸盐型Gemini表面活性剂-石油磺酸盐复合体系能降低油水界面张力至4×10-4～6×10-4 mN·m-1.磺酸盐型Gemini表面活性剂的加入使得磺酸盐型Gemini表面活性剂与石油磺酸盐之间产生协同效应,提高了原油的采收率.     

Gemini表面活性剂及其应用

Gemini表面活性剂是近十几年发展起来的新一代表面活性剂,其分子结构独特新颖,性能优良,应用前景广阔,特别是在高科技领域应用广泛.综述了Gemini表面活性剂的发展历程、分子结构、性能、制备和应用.     

Tween 40/Gemini体系中spacer长度对复配体系效能影响的核磁共振研究

聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯Tween 40(T40)是一种常见的非离子表面活性剂,利用核磁共振技术的化学位移的变化、自旋-自旋弛豫时间和自旋-晶格弛豫时间、自扩散系数以及二维NOESY谱,研究了T40与双子表面活性剂(Gemini)四亚甲基-1,4-双(十二烷基氯化铵)、八亚甲基-1,8-双(十二烷基氯化铵)二元复配体系混合胶束的形成、大小变化、排列方式、复配比例、相互作用点以及T40/Gemini体系中联接基团(spacer)长度对复配体系效能的影响等.实验表明:T40/Gemini复配体系中,协同效应最佳摩尔比均为2.5∶1,且随着联接基团的增加,分子间的相互作用力有所下降.     

非离子Gemini表面活性剂在固-液界面吸附的Monte Carlo模拟

利用Monte Carlo方法对非离子Gemini表面活性剂在固-液界面的吸附进行了模拟,得到了吸附层厚度、吸附量和链节密度分布,并用两阶段吸附模型拟合了吸附等温线。同时,对Gemini表面活性剂和传统表面活性剂在界面的竞争吸附进行了模拟。结果表明:随着对比温度的升高,单一非离子Gemini表面活性剂在疏水性界面的吸附层厚度减小,吸附量降低,吸附等温线符合两阶段吸附模型。在相同能量参数下,Gemini表面活性剂在界面吸附的能力远比传统表面活性剂在界面吸附的能力强,它可将表面上已吸附的传统表面活性剂解吸下来,从而影响界面性质。     

Gemini表面活性剂与卤离子对钢在磷酸介质中缓蚀协同效应

通过失重法与极化曲线法考察了季铵盐型Gemini表面活性剂1,3-双(十二烷基二甲基溴化铵)丙烷(简写为12-3-12)及其与卤离子复合体系对冷轧钢在1 mol.L-1磷酸溶液中的缓蚀协同效应.实验结果表明,在一定浓度氯离子或溴离子的存在下,浓度很低的Gemini表面活性剂12-3-12(1×10-4mol.L-1)就可以对冷轧钢在磷酸介质中起到很好的缓蚀效果;通过在Gemini表面活性剂12-3-12溶液中加入一定浓度的Cl-或Br-构筑复合的缓蚀体系,利用表面活性剂与卤离子之间显著的缓蚀协同效应,大大降低了Gemini表面活性剂在缓蚀体系中的用量,极大地降低了Gemini表面活性剂作为酸介质中钢的缓蚀剂的综合使用成本;对酸介质中Gemini表面活性剂复合缓蚀体系在金属表面的吸附机理进行了探讨,并通过Langmuir吸附理论和相关公式得到了相关热力学参数.     

非离子双子表面活性剂的合成研究进展

 双子表面活性剂是由间隔基团通过化学键联接两个疏水基团和两个亲水基团的离子头基构成的一类新型表面活性剂。与传统的单基表面活性剂相比,双子表面活性剂具有较低的临界胶束浓度、降低水溶液表面张力或者水油之间界面张力的性能更强、更好的水溶性等优点。国内外有许多关于阴离子和阳离子双子表面活性剂的合成和性能的报道,但关于非离子双子表面活性剂的合成还较少。非离子双子表面活性剂主要分为两大类：一类是醇醚、酚醚型,另一类是糖类衍生物。本文分别从联接基团加入法、极性头基加入法、疏水链基加入法等合成方法的角度,对不同类型的非离子双子表面活性剂的合成路线及性能进行了概述。其中,联接基团加入法是在两个现成的两亲分子之间插入一个联接基团,将这两个两亲分子联接起来。极性头基加入法则是联接基团先连接两条疏水链,再把两个极性头基加上去,一般是环氧乙烷或者是环氧丙烷加入的方法。疏水链基加入法所采用的原料化合物中含有联接基,并且已经和两个极性基团联接在一起,只是缺了两条碳氢疏水链。最后,对研究中存在的问题和今后的发展方向提出了一些看法,以期对新型双子表面活性剂的工业化有所促进。     

Gemini表面活性剂溶液相关性质的Monte Carlo模拟

用Monte Carlo方法模拟了Gemini表面活性剂溶液形成胶束的情况。考察了链长、分子间相互作用能、联接基团对表面活性剂的聚集能力、聚集形态的影响。模拟结果显示:尾链越长,所对应的临界胶束浓度(CMC)越小、和尾链的对称性无关、不同分子间的交换能通过对有效交换能的影响来改变溶液的CMC值。Gemini表面活性剂分子在溶液中自聚集生长成胶束,胶束的聚集数和分子本身的特性相关。     

驱油用表面活性剂的发展及界面张力研究

综述了驱油用磺酸盐表面活性剂、羧酸盐表面活性剂、非离子-阴离子两性表面活性剂、烷基多糖苷表面活性剂、Gemini表面活性剂、甜菜碱表面活性剂的发展,指出Gemini表面活性剂、甜菜碱表面活性剂在油田中应用需解决的问题和国外近年较重视驱油用非离子-阴离子表面活性剂的趋势;总结了表面活性剂分子结构与降低界面张力性能的关系,指出研究甜菜碱类表面活性剂低界面张力形成机理对指导新型表面活性剂的合成有重要意义.     

Gemini表面活性剂的合成及性能

以二苯乙烷和长碳链脂肪酰氯为原料合成出Gemini磺酸表面活性剂,通过核磁氢谱和红外光谱对化合物的结构进行表征,测定了其水溶液的表面张力,得出其表面张力曲线,进而算出其他相关参数.3种Gemini表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)值随烷基疏水碳链的增长而降低.与线性十二烷基苯磺酸钠(SDBS)相比,Gemini表面活性剂G12-2-12的C20值降低94.4%,CMC值降低91.3%.G12-2-12的饱和吸附面积(Amin)比对应单基表面活性剂的2倍降低27%,且Gemini表面活性剂在气液界面上排列更加紧密.     

酯基Gemini型季铵盐表面活性剂的合成与性能

合成了系列酯基Gemini型季铵盐表面活性剂:烷基α,ω双(二甲基酰氧乙基溴化铵).采用红外光谱和核磁共振进行结构分析;用两相化学滴定法测定活性物含量,结果表明:6种已合成的酯基Gemini型季铵盐表面活性剂的活性物质量分数均在98.5%以上.同时测定了产物的表面活性、泡沫性能和乳化性能,结果表明:酯基Gemini型季铵盐表面活性剂具有较高的表面活性,其临界胶束浓度介于4.46×10-5～4.17×10-4mol/L之间,而相应的单季铵盐表面活性剂C14TABr和C12TABr的临界胶束浓度分别为4.00×10-3mol/L及1.50×10-2mol/L;酯基Gemini型季铵盐表面活性剂的泡沫稳定性及乳化性能也明显优于相应的单季铵盐表面活性剂.     

阴离子双子表面活性剂

双子表面活性剂是一种分子结构新颖的新型表面活性剂,它将两个单链单头基传统表面活性剂通过化学键联接在一起,从而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力,极大地提高了表面活性。它的出现,开辟了表面活性剂科学研究领域的新途径,是表面活性剂领域概念上的一大突破。     

Gemini表面活性剂在固液界面的吸附

介绍了一类新型表面活性剂-Gemini表面活性剂，综述了Gemini表面活性剂在固液界面的吸附。     

双子表面活性剂胶束体系中咪唑衍生物钴(II)配合物催化HPNP水解剪切的研究

合成了一种咪唑衍生物钴（II）配合物（Co-biap）,并考察了其在双子表面活性剂（Gemini 16-2-16）胶束溶液中催化RNA模型物HPNP水解剪切的性能. 研究表明,双子表面活性剂（Gemini 16-2-16）胶束溶液中钴（Ⅱ）配合物催化的HPNP水解剪切速率比HPNP自水解速率提高1126倍,且分别为单独被双子表面活性剂和钴（II）配合物催化的HPNP水解速率的3.0倍和3.3倍.     

双子表面活性剂胶束体系中咪唑衍生物钴(II)配合物催化HPNP水解剪切的研究

合成了一种咪唑衍生物钴(II)配合物(Co-biap),并考察了其在双子表面活性剂(Gemini 16-2-16)胶束溶液中催化RNA模型物HPNP水解剪切的性能. 研究表明,双子表面活性剂(Gemini 16-2-16)胶束溶液中钴(Ⅱ)配合物催化的HPNP水解剪切速率比HPNP自水解速率提高1126倍,且分别为单独被双子表面活性剂和钴(II)配合物催化的HPNP水解速率的3.0倍和3.3倍.     

一种新型驱油剂的合成及评价

以十六烷基二甲基叔胺和1,4-二溴丁烷为原料制备了新型Gemini表面活性剂16-4-16,并测定了目标产物的粘度和表面活性.结果表明该表面活性剂在较低的浓度下就能大大的降低油水界面张力,且与普通表面活性剂具有很好的协同效应,可以作为一种新型的驱油剂来使用.     

Gemini表面活性剂在气/液界面上的微区形貌随表面压的变化

测定了Gemini表面活性剂在pH值为10．86,NaBr浓度为1．0mol／L的溶液气／液界面上的表面压一分子面积的等温线。用自制的Brewster角显微镜(BAM)观察了由Gemini表面活性剂在界面上所形成单分子膜的微区形貌随表面压的变化。结果表明：当pH值为10．86时,Gemini表面活性剂在1．0mol／L NaBr溶液的气／液界面上生成了凝聚态的单分子膜;当表面压较低时,观察到在界面上形成了同心圆结构;随着表面压的增加,这些同心圆可发生聚并而形成多中心结构。     

阳离子Gemini表面活性剂胶束对乙酸酯碱性水解的影响

在 25℃条件下,研究了乙酸乙酯、乙酸丁酯及乙酸戊酯在Gemini阳离子表面活性剂1, 2-双亚甲基-双(十六烷基二甲基溴化铵) (16-2-16)胶束溶液中的碱性水解反应。实验结果表明,乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯在Gemini表面活性剂 16-2-16胶束溶液中的碱性水解反应速率,在低浓度条件下随表面活性剂浓度的增加呈上升趋势即催化作用,在一定浓度下达最大值,然后随表面活性剂浓度的增加呈下降趋势,最终在较高表面活性剂浓度下显示出对酯碱性水解的禁阻作用。此外,随乙酸酯疏水性的增加,Gemini表面活性剂胶束对其碱性水解的影响减小。