菊粉季銨鹽陽離子表面活性劑的合成及性能研究.pdf

1、本文以菊粉、環(huán)氧氯丙烷和碳鏈長度十二、十四、十六和十八的烷基二甲基叔胺為原料，通過兩種實(shí)驗方法合成了取代度為0.46、0.6、0.8、1.01和1.33的十二烷基菊粉季銨鹽陽離子表面活性劑和取代度約為0.8的十四、十六、十八烷基的菊粉季銨鹽。用凱式定氮法確定了所合成的菊粉季銨鹽陽離子表面活性劑的取代度。用紅外光譜對十二烷基菊粉季銨鹽的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并研究了不同取代度十二烷基菊粉季銨鹽的表面活性、泡沫性能、膠束熱力學(xué)性質(zhì)、增溶性能、復(fù)配

2、性能、吸濕保濕性能以及對黃瓜的保鮮作用。 以菊粉、環(huán)氧氯丙烷和烷基二甲基叔胺為原料制備不同取代度的菊粉季銨鹽表面活性劑。分別考察了原料配比、堿的質(zhì)量、堿化時間、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間對取代度的影響。當(dāng)采用合成方法II時，對于十二烷基菊粉季銨鹽，在n(菊粉):n(環(huán)氧氯丙烷):n(叔胺)=1:3:3時，堿的質(zhì)量是0.3 g時，堿化時間為40 min，反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時間為8h時，取代度最高，達(dá)到1.44。 表面張力和臨界

3、膠束濃度的測定結(jié)果表明，該類物質(zhì)具有良好的表面活性。其中，十二烷基菊粉季銨鹽的表面張力最低可以降到31.48 mN/m，臨界膠束濃度為2.29E-4mol/L。熱力學(xué)性質(zhì)研究表明在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下菊粉季銨鹽的的膠束化過程可以自發(fā)進(jìn)行，在298 K-313 K溫度區(qū)間內(nèi)形成膠束的過程為一吸熱過程。各體系的-T△S0m的絕對值均明顯大于相應(yīng)的△Hm0，自由能降低的貢獻(xiàn)來自于熵，膠束形成過程是一個熵驅(qū)動過程。 研究了菊粉季銨鹽與十二烷基硫酸

4、鈉(SDS)復(fù)配體系的表面化學(xué)性質(zhì)，計算了二者在混合膠束和表面吸附層中的協(xié)同作用參數(shù)。結(jié)果表明，復(fù)配體系的表面化學(xué)性能明顯優(yōu)于單一體系，在混合膠束和表面吸附層中都表現(xiàn)出強(qiáng)烈的協(xié)同效應(yīng)。當(dāng)n(菊粉季銨鹽):n(SDS)=8:2時，菊粉季銨鹽復(fù)配體系的表面張力最低，由單一菊粉季銨鹽體系的31.48 mN/m變?yōu)?5.60 mN/m，此時，cmc最低，由單一菊粉季銨鹽體系2.29E-4 mol/L的變?yōu)?.46×104 mol/L。

5、研究了菊粉季銨鹽的泡沫性能和乳化性能。當(dāng)DS=0.8時，表面活性劑溶液的初始泡沫體積為78 mL，5 nun泡沫體積為76 mL，穩(wěn)定系數(shù)為0.97。取代度為0.8的菊粉季銨鹽對液體石蠟的乳化時間為187 min。 對菊粉季銨鹽的吸濕保濕性能及保鮮性能進(jìn)行考察。對于取代度(DS)為0.8的產(chǎn)品，當(dāng)RH=81％時，48 h吸濕率達(dá)到27.5％，在RH=43％時的48 h保濕率達(dá)到75.7％。菊粉季銨鹽涂膜在黃瓜表面可以減緩水份的蒸