雙烷基二苯甲烷雙磺酸鹽的合成與性能研究

【摘要】：本論文研究對(duì)象為陰離子型Gemini表面活性劑雙烷基二苯甲烷雙磺酸鈉(DSDM)。分別對(duì)其合成工藝、分析表征、表(界)性能、應(yīng)用性能進(jìn)行了研究。 以二苯甲烷和系列α-烯烴(C_(14)H_(28)、C_(16)H_(32)、C_(16)H_(32)/C_(18)H_(36))為原料,在無(wú)水三氯化鋁催化劑作用下,合成出雙烷基二苯甲烷(DDM),再以氯磺酸磺化生成雙烷基雙磺酸基二苯甲烷,最后以氫氧化鈉溶液中和,合成出雙烷基二苯甲烷雙磺酸鹽雙子表面活性劑。通過(guò)紅外、質(zhì)譜、液相、元素分析等方法對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析表征。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)分析合成反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件:在烷基化階段,n(二苯甲烷):n(α-烯烴):n(無(wú)水三氯化鋁)=1:2:0.1,在80℃反應(yīng)6 h,收率87.52%;在磺化反應(yīng)階段,n(雙烷基二苯甲烷):n(氯磺酸)=1:4,在15℃反應(yīng)40min,收率85.26%。 40℃下,用滴體積法測(cè)量系列雙烷基二苯甲烷雙磺酸鹽水溶液的表面張力,得出其臨界膠束濃度(cmc)和臨界膠束濃度時(shí)的表面張力(γcmc),cmc值分別為2.04×10~（-3）mol/L、4.47×10~（-3）mol/L、8.03×10~（-3）mol/L;γcmc分別為35.2 mN/m、41.4mN/m、46.7mN/m,cmc值相比較傳統(tǒng)表面活性劑低了一個(gè)數(shù)量級(jí),表現(xiàn)出其優(yōu)良的表面活性;在表面吸附性能上,雙烷基二苯甲烷雙磺酸鹽具有較高的表面吸附效率,但不同碳鏈長(zhǎng)度的烷基二苯甲烷雙磺酸鹽的表面最大吸附量相差不大。通過(guò)測(cè)定產(chǎn)物的鈣皂分散力、增溶、乳化、溶液穩(wěn)定性等性能,發(fā)現(xiàn)系列雙烷基二苯甲烷雙磺酸鈉具有良好的應(yīng)用性能。另外,在30-70℃下測(cè)定了產(chǎn)物硬水溶液(濃度0.3%、硬度300 mg/L、鹽度6000 mg/L)的油水界面張力,在70℃下,C14-DSDM的界面張力可達(dá)到2.85×10~（-2）mN/m,產(chǎn)物界面張力接近超低。同時(shí)還將C14-DSDM分別與C16-DSDM、α-磺基脂肪酸甲酯鈉鹽(MES)和棕櫚酸單乙醇酰胺硫酸酯鹽(C16-FMS)進(jìn)行復(fù)配,測(cè)定了復(fù)配體系的界面張力。 在298K、303K和308K條件下測(cè)定C14-DSDM的電導(dǎo)率,結(jié)果發(fā)現(xiàn)C14-DSDM的電導(dǎo)率隨溫度的升高而升高,反離子結(jié)合度K0隨溫度的升高而減小;膠團(tuán)化熱力學(xué)結(jié)果表明,該表面活性劑其形成膠團(tuán)的過(guò)程為熵驅(qū)動(dòng)。 【關(guān)鍵詞】：雙烷基二苯甲烷雙磺酸鈉 合成 表面化學(xué)性能 界面張力 熱力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TQ423
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-17
• 1.1 引言7
• 1.2 Gemini 表面活性劑概述7-14
• 1.2.1 Gemini 表面活性劑的發(fā)展歷史7-8
• 1.2.2 Gemini 表面活性劑的合成概況8-10
• 1.2.3 Gemini 表面活性劑的表面活性10-11
• 1.2.4 Gemini 表面活性劑溶液的性質(zhì)11-12
• 1.2.5 Gemini 表面活性劑的應(yīng)用12-14
• 1.3 Gemini 表面活性劑在三次采油中的應(yīng)用14-16
• 1.3.1 三次采油簡(jiǎn)介14
• 1.3.2 三次采油用表面活性劑的研究近況14-15
• 1.3.3 三次采油用陰離子Gemini 表面活性劑的應(yīng)用前景15-16
• 1.4 立題依據(jù)和主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第二章 雙烷基二苯甲烷雙磺酸鹽的合成及表征17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分17-21
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器17-19
• 2.2.2 合成路線19
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法19
• 2.2.4 優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)19-20
• 2.2.5 分析及表征20-21
• 2.3 結(jié)果與討論21-29
• 2.3.1 產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征21-23
• 2.3.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析23-29
• 2.4 小結(jié)29-31
• 第三章 雙烷基二苯甲烷雙磺酸鹽表（界）面性能測(cè)定31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分31-36
• 3.2.1 主要試劑和儀器31-32
• 3.2.2 Krafft 點(diǎn)的測(cè)定32
• 3.2.3 表面張力的測(cè)定32-33
• 3.2.4 潤(rùn)濕力的測(cè)定33
• 3.2.5 增溶能力的測(cè)定33-34
• 3.2.6 鈣皂分散力的測(cè)定34
• 3.2.7 泡沫性能的測(cè)定34
• 3.2.8 乳化力的測(cè)定34-35
• 3.2.9 溶液穩(wěn)定性測(cè)定方法35
• 3.2.10 試樣溶液反離子結(jié)合度的測(cè)定35
• 3.2.11 界面張力的測(cè)定35-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-45
• 3.3.1 Krafft 點(diǎn)36
• 3.3.2 表面張力36-37
• 3.3.3 潤(rùn)濕力37-38
• 3.3.4 鈣皂分散力和增溶能力38
• 3.3.5 泡沫性及乳化力38-39
• 3.3.6 溶液穩(wěn)定性39-40
• 3.3.7 C14-DSDM 反離子結(jié)合度測(cè)量40
• 3.3.8 C14-DSDM 溶液的膠團(tuán)化熱力學(xué)40-43
• 3.3.9 系列DSDM 的界面張力43
• 3.3.10 復(fù)配體系界面張力43-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第四章 總論47-49
• 4.1 雙烷基二苯甲烷雙磺酸鹽的合成及表征47
• 4.2 雙烷基二苯甲烷雙磺酸鹽性能測(cè)定47-49
• 致謝49-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 附錄：作者在攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文55

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