羧酸根反離子季銨鹽的制備及性能研究.pdf

1、眾所周知,季銨鹽在日用化工、紡織、印染、建筑、塑料加工和石油開采等各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,發(fā)揮著重要的作用。但其傳統(tǒng)的合成方法是采用鹵代烷或硫酸二甲酯等有毒物質(zhì)作為季銨化試劑,反應(yīng)過(guò)程中往往由于季銨化不完全而殘留在產(chǎn)品中,容易對(duì)人體和自然環(huán)境造成一定的危害。另外,因季銨化試劑的限制,季銨鹽的反離子主要集中為Cl-、Br-及CH3SO4-,限制了季銨鹽種類的多樣化?；诖?本論文選用綠色的碳酸二甲酯作為季銨化試劑,制備了甲基碳酸酯季銨鹽;并以

2、甲基碳酸酯季銨鹽為原料對(duì)不同反離子季銨鹽表面活性劑的合成進(jìn)行了研究,進(jìn)一步考察了這一系列不同反離子季銨鹽的物化性質(zhì)及應(yīng)用性能。
　　以不同的長(zhǎng)鏈脂肪叔胺為原料、碳酸二甲酯為季銨化試劑,合成了三種不同的甲基碳酸酯季銨鹽。運(yùn)用IR和1H-NMR光譜分析其結(jié)構(gòu)。季銨化率通過(guò)兩相滴定法測(cè)定,結(jié)果表明,甲基碳酸酯季銨鹽的季銨化率達(dá)到99％左右。
　　利用甲基碳酸酯季銨鹽與不同的酸反應(yīng),制備了系列羧酸根反離子季銨鹽?？疾炝朔磻?yīng)溫度、反應(yīng)

3、時(shí)間、物料摩爾比等反應(yīng)條件對(duì)反離子交換反應(yīng)的影響,確定了較佳反應(yīng)條件。在該條件下,反離子交換率均能達(dá)到98％以上。IR和1H-NMR表征結(jié)果表明成功合成了羧酸根反離子季銨鹽。
　　測(cè)定了所合成的系列羧酸根反離子季銨鹽的臨界溶解溫度(Krafft點(diǎn))、臨界膠束濃度(CMC)及最低表面張力(γCMC),同時(shí)還計(jì)算了對(duì)應(yīng)季銨鹽在氣/液界面的飽和吸附量及最小分子占有面積。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所合成的系列羧酸根反離子季銨鹽具有較低的Krafft點(diǎn)

4、;與傳統(tǒng)反離子(Cl-)季銨鹽相比,這一系列羧酸根反離子季銨鹽具有更優(yōu)異的表面活性,并且羧酸根反離子的碳鏈長(zhǎng)度與陽(yáng)離子部分烷基鏈長(zhǎng)越接近,季銨鹽的表面活性越優(yōu)異。
　　研究了反離子為長(zhǎng)碳鏈羧酸的單十四烷基季銨鹽表面活性劑的泡沫性能、乳化力及潤(rùn)濕性能。結(jié)果表明:該長(zhǎng)鏈反離子季銨鹽與傳統(tǒng)的表面活性劑相比,具有更好的起泡力和穩(wěn)泡力、乳化力及潤(rùn)濕能力。當(dāng)羧酸根反離子碳鏈中含有十個(gè)或者更多碳原子時(shí),相應(yīng)的十四烷基季銨鹽的性能尤為優(yōu)異。