本文以短链叔胺和溴代烷为原料,异丙醇为溶剂,通过季铵化反应合成了两个系列的多聚季铵盐表面活性剂（m-2-m型和m-2-m-2-m型,m=12、14、16、18）,并对其表面化学性能和应用性能进行了研究。以四甲基乙二胺分别和RBr(R=C₁₂H₂₅、C₁₄H₂₉、C₁₆H₃₃、C₁₈H₃₇)反应合成m-2-m型二聚季铵盐表面活性剂;以五甲基二乙烯三胺分别和RBr(R=C₁₂H₂₅、C₁₄H₂₉、C₁₆H₃₃、C₁₈H₃₇)反应合成m-2-m-2-m型三聚季铵盐表面活性剂。通过测定产率随时间的变化关系,确定出较佳的反应时间为:m-2-m型为26～28h, m-2-m-2-m型为40～44h,产率均大于75%。通过溴酚蓝两相滴定法测活性物含量确定了产品的纯度,纯化后活性物含量均在95%以上。采用IR、MS、¹HNMR等手段对产物进行了结构表征,结果表明合成产物为目标产物。通过滴体积法测定了多聚季铵盐表面活性剂在45℃时的表面张力,结果表明:八种产品均具有很强的表面吸附能力和胶束生成能力。二聚、三聚季铵盐表面活性剂的cmc分别为1.10×10^-4～1.03×10^-3mol·L^-1和4.90×10^-5～7.99×10^-4mol·L^-1,γ_cmc分别为31.39～45.05 mN·m^-1和37.42～43.96 mN·m^-1,C₂₀分别为6.40×10^-5～2.96×10^-4mol·L^-1和8.00×10^-6～2.42×10^-4mol·L^-1。随着碳链长度由12延长至18,cmc、C₂₀逐渐减小,γ_cmc略有增大。因此,随着烷基链长度增加,多聚季铵盐表面活性剂形成胶束的能力增强,降低表面张力的效率增大,降低表面张力的效能降低。饱和吸附量Γ∞均为正吸附,且随着碳链增长,Γ∞减小,A_cmc增大。表面张力法、电导法、荧光探针法三种方法测定cmc的结果基本吻合,表面张力法与电导法测得的cmc数值较为接近;与传统表面活性剂CTAB相比,多聚季铵盐表面活性剂的cmc降低了1～2个数量级,表明其具有更高的表面活性。考察了温度对多聚季铵盐表面活性剂表面化学性能的影响,发现随着温度升高,cmc增大,C₂₀减小,γ_cmc减小,I^∞减小,A_cmc增大。胶团化热力学计算结果表明,多聚季铵盐表面活性剂的胶团化为熵驱动的自发过程,且升高温度有利于胶团化过程进行。泡沫性能测定结果表明,随着烷基链长增加,多聚季铵盐表面活性剂的发泡性逐渐降低,稳泡性逐渐增强;链长为C12的多聚季铵盐产品具有与单季铵盐DTAB相当的发泡性和更强的泡沫稳定性。通过紫外-可见光谱法研究了多聚季铵盐表面活性剂与两种阴离子偶氮染料甲基橙（MO）、刚果红（CR）在水溶液中的相互作用。加入多聚季铵盐表面活性剂后,两种染料的紫外-可见吸收光谱均发生了明显变化。当表面活性剂浓度远低于cmc时,表面活性剂-染料聚集体的形成使得吸收带蓝移并伴随着吸光度下降;进一步增加表面活性剂浓度至cmc附近时,引起染料增溶于表面活性剂胶束的特征吸收,染料所处微环境的变化使得吸收带蓝移距离减小甚至出现红移现象,并伴随着吸光度增大。多聚季铵盐表面活性剂的加入对染料的最大吸收波长λ_max以及吸收强度均产生了明显影响,表明多聚季铵盐表面活性剂与阴离子偶氮染料之间存在强烈的相互作用。