傳統表面活性劑由一個親水基和一個親油基構成,而Gemini表面活性劑一般是由一個間隔基團將2個傳統的表面活性劑連接起來的新型表面活性劑.這種特殊結構克服了傳統表面活性劑在界面或分子聚印染助劑28集體中難以緊密排列而造成表面活性偏低的缺陷,大大促進“單體”離子型表面活性劑在界面或分子聚集體中排列的緊密程度[1],特殊的結構決定了它也具有特殊的性質.研究表明,該類表面活性劑具有更優越的表面性能[2],被譽為“新一代表面活性劑”.[3-4]隨著石油等不可再生資源的逐漸枯竭,開發新型的綠色表面活性劑成為新時代的必然.松香作為一種來源豐富、價格便宜、可再生的林產資源越來越多地被用作
化工產品的原料,其主要成分樹脂酸為C19H29COOH的同分異構體,是含有2個雙鍵、具有一個三元環菲骨架的一元羧酸,分子結構中龐大的非極性三環結構具有良好的疏水性,而極性的羧基部分又具有親水性.因此,松香屬于典型的兩親分子,經不同的試劑改性后可以得到各種類型的表面活性劑.[5-8]本文通過對松香結構中活性基團羧基改性,合成出一種含松香基團的季銨鹽Gemini表面活性劑,并對其結構與性能進行了表征.
1試驗
1.1試劑與儀器
藥品:松香(工業品,一級,廣西桂林興松林化有限公司),環氧氯丙烷(分析純)、鹽酸、碳酸氫鈉(化學純)(汕頭市西隴化工廠),四丁基溴化銨(化學純,上海晶純試劑有限公司),無水乙醇(化學純,天津市大茂化學試劑廠),1,4-二溴丁烷(化學純,成都市科龍化工試劑廠).
儀器:STA449綜合熱分析儀(德國耐馳儀器制造有限公司),NEXUS470傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)(美國尼高力儀器公司),AVANCE 500 MHz核磁共振波譜儀(瑞士布魯克),BZY-1全自動表面張力測定儀(上海衡平儀器儀表廠),DDS-11A數顯電導率儀(上海雷池新涇儀器有限公司).
1.2合成路線及方法
1.2.1松香基季銨鹽Gemini表面活性劑的合成
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1.2.2合成方法
3-松香酰氧-2-羥丙基氯(Ⅰ)的合成:向三口燒瓶中加入9.05 g松香、0.142 g四丁基溴化銨,再量取30mL無水乙醇作溶劑.通過恒壓滴液漏斗緩慢滴加4mL環氧氯丙烷,在油浴中升溫至80℃,攪拌并回流反應6 h后旋轉蒸發去除溶劑無水乙醇.將得到的棕黃色粘稠液體用熱蒸餾水洗滌數次,至水層澄清后將有機層減壓蒸餾,干燥,得到中間產物Ⅰ.3-松香酰氧-2-羥丙基二乙醇胺(Ⅱ)的合成:向盛有8.1 gⅠ的燒瓶中加入二乙醇胺4.5 mL、縛酸劑碳酸氫鈉0.71 g,并加入30 mL無水乙醇作溶劑.在80℃油浴中加熱反應,0.5 h后反應體系有氣泡冒出,3 h后反應體系顏色變深,無渾濁,也無氣泡產生,停止反應.稍冷后將產物轉移至燒杯中,用蒸餾水洗滌5次(5×20 mL)至水層澄清,再減壓蒸餾除去水與乙醇,干燥后得褐色粘稠的Ⅱ.二氯化-N,N'-二(3-松香酰氧-2-羥丙基)四羥乙基丁二胺(Ⅲ)的合成:將Ⅱ溶于適量的無水乙醇中,加入計量的1,4-二溴丁烷,在常溫下攪拌反應30 h.將產物旋蒸后用丙酮和乙酸乙酯重結晶,得Ⅲ.
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