一種具有類似濁點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑及其構(gòu)筑方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及表面活性劑化學(xué)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種具有類似濁點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙 子表面活性劑及其構(gòu)筑方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，具有聚氧乙締鏈的非離子表面活性劑體系的膠束通常隨溫度升高而不 斷長(zhǎng)大，在某一溫度W上，體系中會(huì)發(fā)生因膠束大量聚集而分相的現(xiàn)象，其中一相為表面活 性劑富集相，運(yùn)一溫度被稱為"濁點(diǎn)"。濁點(diǎn)產(chǎn)生的主要原因是升溫過(guò)程聚氧乙締鏈與水分 子之間的氨鍵不斷被破壞，導(dǎo)致膠束間的吸引作用增強(qiáng)從而產(chǎn)生聚集分相。而在離子型表 面活性劑水溶液中，溫度升高通常導(dǎo)致聚集體尺寸減小，并不能出現(xiàn)"濁點(diǎn)"現(xiàn)象。近年來(lái)的 研究（J.PhyS.Qiem. , 1989,93:7441 ;J.PhyS.Qiem.B,2005,109:5237;Langmuir,2004,20: 1579)發(fā)現(xiàn)只有在大疏水性反離子或外加濃度很高的疏水電解質(zhì)（〉2mol/L)存在下一些離 子型單鏈普通表面活性劑體系或陰陽(yáng)離子表面活性劑混合體系才能發(fā)生類似"濁點(diǎn)"的現(xiàn) 象。在表面活性劑的發(fā)展歷史中通過(guò)化學(xué)鍵將兩個(gè)或兩個(gè)W上的同一或幾乎同一的表面活 性劑單體，在親水頭基或靠近親水頭基附近用聯(lián)接基團(tuán)將運(yùn)兩親成份聯(lián)接在一起，形成的 一種表面活性劑稱為雙子(Gemini)表面活性劑，開(kāi)拓了表面活性劑的新研究熱點(diǎn)。
[0003]然而迄今為止所合成的離子型雙子表面活性劑在無(wú)添加劑的情況下均不能出現(xiàn) 運(yùn)樣的類似"濁點(diǎn)"現(xiàn)象，僅有文獻(xiàn)（《中國(guó)化學(xué)會(huì)第十=屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要 集》2011年，95頁(yè)）提到在添加BiuN化條件下，陰離子Gemini表面活性劑C12d)C12體系具有 濁點(diǎn)現(xiàn)象。因此本發(fā)明試圖在無(wú)添加劑的情況下利用反離子禪合方式構(gòu)筑一種具有類似濁 點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有類似濁點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑。本發(fā) 明的另一目的在于提供上述陽(yáng)離子型雙子表面活性劑的構(gòu)筑方法。
[0005] 本發(fā)明的具有類似濁點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑由長(zhǎng)鏈烷基二甲基叔胺 和短鏈Bola型二元酸兩部分原材料構(gòu)筑。其中長(zhǎng)鏈烷基二甲基叔胺主要包括十烷基二甲基 叔胺、十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、十八烷基二甲基 叔胺、二十烷基二甲基叔胺、二十二烷基二甲基叔胺，優(yōu)選十四烷基二甲基叔胺、十六烷基 二甲基叔胺;短鏈Bola型二元酸主要指四碳二元酸，包括下二酸、下締二酸W及各種單或雙 取代下二酸，優(yōu)選下二酸（班巧酸），順式下締二酸（馬來(lái)酸），不包括反式下締二酸（富馬 酸)。
[0006]具體構(gòu)筑方法為：
[0007] 將短鏈Bola型四碳二元酸溶于水中，加熱至50~60°C，在攬拌或超聲下逐步加入 長(zhǎng)鏈烷基二甲基叔胺，攬拌均勻，維持恒溫1小時(shí)W上，完成類似酸堿中和反應(yīng)，W反離子禪 合方式構(gòu)筑出一定濃度的外觀上透明的具有類似濁點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑?？?制長(zhǎng)鏈烷基二甲基叔胺與短鏈Bola型四碳二元酸的摩爾比為1~2:1，優(yōu)選2:1;所用水為陽(yáng) 離子型雙子表面活性劑質(zhì)量的10~10000倍。
[0008]與傳統(tǒng)的單鏈陽(yáng)離子表面活性劑、W共價(jià)鍵連接的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑不 同，本發(fā)明的具有類似濁點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑的構(gòu)筑不需要復(fù)雜的合成與提 純過(guò)程，條件溫和，溫度低，構(gòu)筑時(shí)間短，工藝簡(jiǎn)單，不需要高溫高壓設(shè)備，能耗低，很有工業(yè) 化前景。
【具體實(shí)施方式】
[0009] W下通過(guò)實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受運(yùn)些所限。
[0010] 實(shí)施例1
[0011] 將0.01摩爾的馬來(lái)酸加入到裝有IOOmL去離子水的250mL反應(yīng)蓋中，在攬拌下加熱 至50°C使其溶解后再逐滴加入0.02摩爾的十六烷基二甲基叔胺，攬拌下維持恒溫3小時(shí)，在 外觀上溶液表現(xiàn)為完全透明，說(shuō)明類似酸堿中和反應(yīng)已逐漸完成，運(yùn)樣就W反離子禪合方 式構(gòu)筑出濃度為O.lmol/L的具有類似濁點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑16-MA-16。
[0012] 實(shí)施例2
[0013] 參照實(shí)施例1中的構(gòu)筑方法和步驟，不同的是0.0 0 5摩爾的班巧酸加入到裝有 IOOmL去離子水的250血反應(yīng)蓋中，在攬拌下加熱至55°C使其溶解后再逐滴加入0.01摩爾的 十四烷基二甲基叔胺，超聲下維持55°C恒溫4小時(shí)，在外觀上溶液表現(xiàn)為完全透明，說(shuō)明類 似酸堿中和反應(yīng)已逐漸完成，運(yùn)樣就W反離子禪合方式構(gòu)筑出濃度為〇.〇5mol/L的具有類 似濁點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑14-SA-14。
[0014] 實(shí)施例3
[001引將按照實(shí)施例1與實(shí)施例帥的方法得到的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑16-MA-16和 14-SA-14 分別配制成濃度為lXl0-4mol/L、2Xl0-4mol/L、3Xl0-4mol/L、4Xl0-4mol/L、5X 10-Vo1 /L、6X10-Vo1 /L、7X10-Vo1 /L、8X10-Vo1 /L、9X10-Vo1 /L、1X1 0-3mo1/L的溶液， (I)通過(guò)測(cè)量不同溫度下濁度來(lái)確定各自的濁點(diǎn)，結(jié)果如下表：
[0017] (2)在30°C下用懸滴法分別測(cè)定實(shí)施例1與實(shí)施例2中的方法得到的陽(yáng)離子型雙子 表面活性劑16-MA-16和14-SA-14的表面張力和臨界膠束濃度。16-M-16的臨界膠束濃度為 5.6Xl〇-4mol/L，最低表面張力27.5mN/m; 14-SA-14的臨界膠束濃度為6.1Xl〇-4mol/L，最 低表面張力28.4mN/m。
[001引實(shí)施例4
[0019]參照實(shí)施例1中的構(gòu)筑方法和步驟，不同的是0.001摩爾的富馬酸加入到裝有 IOOmL去離子水的250mL反應(yīng)蓋中，在攬拌下加熱至60°C使其溶解后再逐滴加入0.002摩爾 的十四烷基二甲基叔胺，攬拌下維持60°C恒溫6小時(shí)，在外觀上溶液表現(xiàn)為完全透明，說(shuō)明 類似酸堿中和反應(yīng)已逐漸完成，運(yùn)樣就W反離子禪合方式構(gòu)筑出濃度為0.OlmoVL的陽(yáng)離 子型雙子表面活性劑14-FA-14。在30°C下用懸滴法測(cè)定得到14-FA-14的臨界膠束濃度為 6.8Xl(T4mol/L，最低表面張力29.8mN/m，具有表面活性，但沒(méi)有類似的濁點(diǎn)現(xiàn)象。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有類似濁點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑及其構(gòu)筑方法，其特征在于由長(zhǎng) 鏈烷基二甲基叔胺，優(yōu)選十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺；和短鏈Bola型二元 酸，優(yōu)選丁二酸，順式丁烯二酸，但不包括反式丁烯二酸兩部分原材料構(gòu)筑。2. 如權(quán)利要求1所述具有類似濁點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑所用的長(zhǎng)鏈烷基二 甲基叔胺與短鏈Bola型四碳二元酸的摩爾比為1~2:1，優(yōu)選2:1;所用水為陽(yáng)離子型雙子表 面活性劑質(zhì)量的10~10000倍。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有類似濁點(diǎn)現(xiàn)象的陽(yáng)離子型雙子表面活性劑及其構(gòu)筑方法。由長(zhǎng)鏈烷基二甲基叔胺，優(yōu)選十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺；和短鏈Bola型二元酸，優(yōu)選丁二酸，順式丁烯二酸，但不包括反式丁烯二酸，兩部分原材料在水中50～60℃時(shí)在攪拌或超聲下以反離子耦合方式構(gòu)筑。本發(fā)明的構(gòu)筑方法不需要復(fù)雜的合成與提純過(guò)程，條件溫和，溫度低，構(gòu)筑時(shí)間短，工藝簡(jiǎn)單，不需要高溫高壓設(shè)備，能耗低，很有工業(yè)化前景。
【IPC分類】B01F17/00, B01F17/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105435707
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510940876
【發(fā)明人】劉學(xué)民, 王敬文, 葛新, 鈕騰飛
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日