酰亚胺基羧酸盐表面活性剂的合成及性能研究

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酰亚胺基羧酸盐表面活性剂具有合成工艺简易,分子设计性强,综合性能良好的特点。近年来,此类表面活性剂的新产品开发在国内外十分活跃。本文采用马来酸酐(MAH)、衣康酸酐(IAn)、长链胺(十二胺、十四胺、十六胺、十八胺)及NaOH为原料,经酰胺化、酰亚胺化和中和反应合成了8种酰亚胺基羧酸盐表面活性剂SMM-n和SMI-n(n=12,14,16,18)。采用单因素法与正交试验法,确定了合成SMM-n和SMI-n的最佳工艺条件为:n(MAH/IAn):n(M-n)=1.20:1,反应温度35℃,反应时间35 min。通过FT-IR、1H NMR及元素分析确定中间体单马来酰胺羧酸(M-n)和SMM-n、SMI-n的结构。对SMM-n和SMI-n的物化性能进行了研究。测试了SMM-n和SMI-n的临界胶束浓度(CMC)、最低表面张力(γCMC)、Krafft点、增溶能力、钙皂分散力、乳化性能、泡沫性能和润湿性能。得到以下结果:(1)SMM-n和SMI-n降低水的表面张力的能力较好,其中SMM-12和SMI-18的γCMC分别为27.72 mN/m和30.70 mN/m。此类表面活性剂在溶液中容易形成胶束,烃链的作用是胶束化和吸附作用的驱动力。(2)SMM-n和SMI-n的Krafft点随着碳链长度的增加而升高,SMM-12和SMI-12的Krafft点较低,均低于0℃,因此使用范围广;SMM-18和SMI-18的Krafft点较高,分别为80.2℃和83.5℃,适合在温度高的环境中使用。(3)SMI-n在增溶性能、乳化性能和润湿性能方面强于SMM-n;SMM-n在钙皂分散性能方面强于SMI-n;泡沫性能方面,SMM-n的起泡性强于SMI-n,但稳泡性弱于SMI-n。(4)通过改变NaCl的浓度、阳离子种类(Na+、Li+、K+)和阴离子种类(F-、Cl-、Br-),探讨了无机盐对SMI-n(n=12,14,16,18)的CMC的影响。结果表明,SMI-n具有一定的抗盐能力,阳离子对SMI-n的CMC影响的大小趋势为:Li+>K+>Na+;阴离子对SMI-n的CMC影响的大小趋势为:F->Cl->Br-
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