论文部分内容阅读
腰果酚是一种来源丰富、廉价易得的天然生物质原料,具有很大的应用和研究价值,腰果酚衍生的表面活性剂具有绿色无毒、可生物降解等优点。季铵盐表面活性剂是应用最广的一类阳离子表面活性剂,可用作杀菌剂、织物柔软剂、抗静电剂和沥青乳化剂等。为结合腰果基表面活性剂和季铵盐表面活性剂的共同优点,本文以腰果酚为原料合成出了一种新型腰果酚基季铵盐表面活性剂。本文首先以三甲胺(TMA)和环氧氯丙烷(ECH)制备出了活性中间体环氧丙基三甲基氯化铵(GTA),再以GTA和腰果酚进行季铵化反应得到了目标产物新型腰果酚基季铵盐表面活性剂3-腰果酚氧基-2-羟基丙基三甲基氯化铵,简称CHPTAC,通过重结晶法制得了较纯净的目标产物,采用红外光谱(IR)、质谱(MS)和元素分析对产物进行了表征确认。通过单因素法研究出了中间体GTA的较佳工艺合成条件：摩尔比n(TMA):n(ECH)=2:5,反应温度20℃,反应时间4h,该条件下GTA的收率为96.27%；通过正交实验得出合成CHPTAC的较优工艺条件为：摩尔比n(GTA):n(腰果酚)=1：1.2,反应时间为6h,反应温度为70℃,该工艺条件下CHPTAC的收率在76.72%左右。对CHPTAC的基本性质进行了研究,测定了CHPTAC的Krafft点和HLB值,采用电导法研究了CHPTAC在水溶液中的胶团化作用,采用表面张力法研究了CHPTAC在水溶液表面的吸附性能,研究结果如下：CHPTAC的Krafft点小于0℃,HLB值大于10；CHPTAC在水溶液中的胶团化过程是一个自发、放热和熵驱动的过程,CHPTAC的临界胶束浓度cmc随温度的升高而增大；25℃下,表面张力法测得CHPTAC的cmc为6.38×10-3mol·L-1,临界胶束浓度下的表面张力γcmc为38.86mN·m-1,表面过剩Г为0.71×10-3mo1·m-2。常压下测定了不同温度下不同浓度的CHPTAC水溶液的密度和粘度,得出：同一温度下,CHPTAC水溶液的密度和粘度均随浓度的升高而增大,同等浓度下,密度和粘度均随温度的升高而降低,用VTF方程对293.15K～328.15K温度范围内不同浓度CHPTAC水溶液的密度和粘度数据进行了关联,得到了两个拟合方程,拟合值和实验值相比较,总的标准偏差为0.184%。最后,研究了CHPTAC的泡沫性能、乳化性能和增溶性能。实验结果表明CHPTAC具有优良的起泡性和稳泡性、良好的乳化能力、较好的增溶作用。