以哌嗪為連接基團(tuán)烷基酚聚氧乙烯醚低聚表面活性劑的合成及其性能研究.pdf

1、本文研究了以哌嗪為連接基團(tuán)的烷基酚聚氧乙烯醚低聚表面活性劑的合成、表征及其性能。以脂肪酰氯、苯酚為原料，經(jīng)F-C?；?、黃鳴龍還原等步驟，得到(C8、C10、C12、C14、C16)正構(gòu)長(zhǎng)鏈烷基酚，再與多聚甲醛、無(wú)水哌嗪經(jīng)Mannich反應(yīng)，生成N，N’-二(2-羥基-5-烷基苯甲基)哌嗪，并用核磁共振氫譜和碳譜、紅外光譜和元素分析對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。據(jù)上述反應(yīng)路線，以工業(yè)品壬基酚、多聚甲醛及無(wú)水哌嗪為原料，合成出了N，N’-二(2-

2、羥基-5-壬基苯甲基)哌嗪，并對(duì)其工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化考察。探討了反應(yīng)溫度、溶劑用量、反應(yīng)時(shí)間對(duì)Mannich反應(yīng)產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明，壬基酚、甲醛和哌嗪的摩爾比為2:2:1，回流反應(yīng)5h，此時(shí)合成產(chǎn)物產(chǎn)率可達(dá)75.6[％]。
　　 將中間體N，N’-二(2-羥基-5-烷基苯甲基)哌嗪與環(huán)氧乙烷在堿性條件下加成反應(yīng)，通過(guò)改變反應(yīng)物配比等因素來(lái)控制環(huán)氧乙烷加成數(shù)，得到一系列具有不同親水基長(zhǎng)度(加成數(shù)m分別為4、7、10、15、20、

3、30)的Gmini非離子表面活性劑Bis(NP)。
　　 采用表面張力法和穩(wěn)態(tài)熒光探針?lè)▽?duì)合成的Gmini壬基酚非離子表面活性劑Bis(NP)和單體壬基酚非離子表面活性劑NP進(jìn)行表面張力，臨界膠束濃度等表面性能測(cè)定，結(jié)果為：Bis(NP)的臨界膠束濃度(cmc)值較相應(yīng)的單體壬基酚聚氧乙烯醚型表面活性劑(NP)降低了3-7倍，顯示了較高的表面活性；當(dāng)Bis(NP)溶液濃度為5～9倍cmc值時(shí)，膠束聚集數(shù)N值隨濃度增大而線性增大；

4、隨著氧乙烯(EO)單元數(shù)的增長(zhǎng)，Bis(NP)的cmc值和膠束聚集數(shù)N值均逐漸減小。例如NP-15溶液(1[％]，wt)的濁點(diǎn)為96℃，Bis(NP)-15溶液(1[％]，wt)的濁點(diǎn)為96℃；水溶液中Bis(NP)-15的 cmc值0.033 mmol·L-1，γcmc是46.8mN·m-1，低于相應(yīng)的傳統(tǒng)表面活性劑NP-15的cmc值0.103 mmol·L-1和γcmc 41.6 mN · m-1。由此說(shuō)明這種新型低聚表面活性劑B