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雙鏈乳糖酰胺季銨鹽表面活性劑物化性能、應(yīng)用性能及復(fù)配性能研究

來源:太原科技大學(xué) 瀏覽 598 次 發(fā)布時(shí)間:2025-02-19

石化能源消耗高、污染重是全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展共同關(guān)注的問題,節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)勢(shì)在必行。因此,以糖基這種可再生資源為原料制備表面活性劑,對(duì)推動(dòng)表面活性劑綠色化、可持續(xù)化發(fā)展具有重要意義。糖基酰胺季銨鹽表面活性劑同時(shí)具有糖類表面活性劑的溫和性和季銨鹽的抑菌性,進(jìn)一步深入研究和開發(fā)此類產(chǎn)品的相關(guān)特性在理論層面和應(yīng)用實(shí)踐方面具有重要的意義。


本論文制備了系列雙鏈乳糖酰胺季銨鹽表面活性劑,并對(duì)其物化性能、應(yīng)用性能以及復(fù)配性能進(jìn)行了詳細(xì)研究。主要內(nèi)容如下:


(1)用乳糖酸與烷基胺進(jìn)行酰胺化反應(yīng)得到糖基酰胺(DDLPD),再與不同鏈長(zhǎng)的溴代烷進(jìn)行季銨化反應(yīng),合成了新型的雙鏈乳糖酰胺季銨鹽表面活性劑(C_nDDLPB,n=8,10,12,14,16)。并用紅外(FT-IR)、核磁共振氫譜(1H-NMR)、核磁共振碳譜(13C-NMR)和電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS)對(duì)中間體和產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,確定目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。

(2)通過靜態(tài)表面張力儀、接觸角儀、電導(dǎo)率儀和透射電鏡等考察了雙鏈乳糖酰胺季銨鹽的各種物化性能及應(yīng)用性能。合成的五種不同碳鏈長(zhǎng)度的表面活性劑中,cmc值隨疏水碳鏈的增加而變小,表面張力隨碳鏈的增加而增大,其中C8DDLPB降低水表面張力的能力最強(qiáng),可降到27.82 m N/m,具有較高的表面活性。當(dāng)疏水鏈長(zhǎng)度為8和10時(shí)有較好的抗靜電性能;所有產(chǎn)品的泡沫都較低,屬于典型的低泡型產(chǎn)品;疏水鏈長(zhǎng)度為12時(shí)有較好的抑菌性,當(dāng)濃度為350 ppm時(shí),對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率均可達(dá)到95%以上;疏水鏈長(zhǎng)為12和14時(shí),對(duì)PTFE和帆布片都有較好的潤(rùn)濕性能;疏水鏈長(zhǎng)度為14時(shí),對(duì)大豆油的乳化效果最好;疏水鏈長(zhǎng)度為8和14時(shí)對(duì)NaCl、CaCl2和MgSO4具有較好的耐鹽性能,當(dāng)鹽的濃度為50 g/L時(shí),透光率均能達(dá)到85%以上。


(3)通過紫外透光率研究發(fā)現(xiàn)C10DDLPB與十二烷基硫酸鈉(K12)的復(fù)配穩(wěn)定性最好。對(duì)C10DDLPB和K12不同質(zhì)量比復(fù)配后的表面張力、潤(rùn)濕性、乳化性、泡沫性以及復(fù)配溶液中的聚集行為進(jìn)行了詳細(xì)研究。當(dāng)C10DDLPB與K12復(fù)配比為1:2、1:1和2:1時(shí),復(fù)配后的γcmc和cmc均低于單組分體系,表面活性有所提高;其中復(fù)配比為2:1時(shí),復(fù)配體系的表面張力最低為26.40 m N/m,此時(shí)潤(rùn)濕性也最好,帆布片僅需73 s可完全沉降;當(dāng)復(fù)配比為1:5時(shí),體系具有很好的起泡性和穩(wěn)泡性,當(dāng)復(fù)配比為2:1、5:1時(shí),泡沫非常低,屬于典型的低泡型產(chǎn)品,在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中可按需配制不同比例的樣品。


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