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表面活性剂广泛应用于许多工业过程,在这些过程中仅仅是在某一阶段需要表面活性剂的表面活性,而后的分离过程反而因为表面活性剂的表面活性增加了分离难度。开发容易回收和可重复利用的表面活性剂可减轻因表面活性剂大量使用带来的环境压力。开关型表面活性剂是一种能控制表面活性剂的表面活性“开”和“关”使其在活性与非活性之间转换的表面活性剂,通过控制“开关”在需要其表面活性功能时使其产生表面活性,在不需要表面活性功能时丧失表面活性,因此能够解决传统表面活性剂在使用过程中所产生的上述问题。脒基开关型表面活性剂以CO2/N2为引发剂在活性和非活性之间转换,反应条件温和,环境友好。本文采用辛胺、癸胺、十二胺和N,N-二甲基乙酰胺二甲基缩醛为原料,通过两步反应,首先通过羰胺缩合反应生成具有烷基长链的乙脒化合物,然后通CO2使烷基乙脒碳酸化生成脒基碳酸氢盐表面活性剂。合成了一系列的双尾脒基碳酸氢盐和单尾脒基碳酸氢盐表面活性剂,分别包括N,N’-双辛烷基乙脒基碳酸氢盐、N,N’-双癸烷基乙脒基碳酸氢盐和N,N’-双十二烷基乙脒基碳酸氢盐表面活性剂;N’-辛烷基-N,N-二甲基乙脒基碳酸氢盐、N’-癸烷基-N,N-二甲基乙脒基碳酸氢盐和N’-十二烷基-N,N-二甲基乙脒基碳酸氢盐表面活性剂;并采用1H NMR及ESI-MS对合成产物的分子结构进行了表征,结果表明所合成的双尾脒基碳酸氢盐和单尾脒基碳酸氢盐表面活性剂均为目标产物。同时以N,N’-双十二烷基乙脒的合成为例,通过改变反应时间、温度、投料摩尔比和溶剂,对反应条件进行了优化,确定了双尾乙脒的最佳合成条件为:以无水甲醇为溶剂,四氢吡咯为催化剂,投料摩尔比n(长链烷基胺:N,N-二甲基乙酰胺二甲基缩醛)=2.2:1,在80℃温度下反应4 h。同样通过单因素实验方法,以N’-十二烷基-N,N-二甲基乙脒的合成为例确定了单尾乙脒的最佳合成条件为:以四氢呋喃为溶剂,投料摩尔比n(N,N-二甲基乙酰胺二甲基缩醛:长链烷基胺)=1.2:1,在60℃反应2 h。在冰浴条件下向合成的乙脒化合物的乙醚溶液中通入CO2得到目标脒基碳酸氢盐表面活性剂。采用表面张力法对合成的双尾和单尾脒基碳酸氢盐表面活性剂在水溶液中的表面活性进行了研究,并对其开关性能、泡沫性能和乳化性能进行了测试和研究。结果发现对于双尾和单尾脒基碳酸氢盐表面活性剂随着疏水碳链的增长,引起分子疏水作用增强,表面活性剂表面活性参数发生了一系列变化,(88)(8,cmc及min值降低,cmc,p20,(88)(8/20和Гmax值增大。以N,N’-双十二烷基乙脒基碳酸氢盐为例验证了脒基碳酸氢盐表面活性剂具有较好的开关性能和可重复性。对于同样长度疏水碳链的双尾脒基碳酸氢盐表面活性剂的(88)(8和((88)(8)均低于相应单尾脒基碳酸氢盐表面活性剂,表现出更强的表面活性。本论文合成的一系列具有长链烷基的脒基碳酸氢盐表面活性剂,其开关性能和表面活性较好,具有潜在的应用价值。