脂肪胺聚合甘油醚表面活性劑的合成與性能研究

研究了一類脂肪胺聚甘油醚表面活性劑的合成、表面化學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用性能。采用密度泛函(DFT)中的B3LYP/6-311G*方法對脂肪胺、縮水甘油及其產(chǎn)物進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果顯示無虛頻產(chǎn)生,得到各自最穩(wěn)定的構(gòu)型。對脂肪胺與縮水甘油可能的反應(yīng)路徑進(jìn)行了比較分析,發(fā)現(xiàn)線性產(chǎn)物容易生成。 在乙酸催化下用甘油和氯化氫制備了3-氯-1,2-丙二醇,再與氫氧化鈉在二氯甲烷溶劑中合成了縮水甘油,最后以縮水甘油與脂肪胺反應(yīng)制備出脂肪胺聚甘油醚表面活性劑。采用單因素試驗(yàn)法探討了影響反應(yīng)的主要條件,脂肪胺二聚甘油醚優(yōu)化條件反應(yīng)溫度84°C,反應(yīng)時(shí)間24 h,溶劑無水乙醇;脂肪胺六聚甘油醚優(yōu)化條件為120°C,反應(yīng)時(shí)間8 h。利用紅外光譜(FTIR)、質(zhì)譜分析(ESI-MS)及核磁共振(NMR)對產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,表明其結(jié)構(gòu)正確;通過氣相色譜(GC)對3-氯-1,2-丙二醇、縮水甘油進(jìn)行了含量測定,脂肪胺聚甘油醚的含量通過非水滴定測得。 利用吊環(huán)法測定脂肪胺六聚甘油醚表面活性劑溶液在不同溫度下、不同碳鏈長度的表面張力。結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著溫度增大臨界膠團(tuán)濃度(cmc)有所升高,臨界膠團(tuán)濃度下的表面張力(γcmc)也隨之增大;但是隨著碳鏈長度增長,兩者均呈下降趨勢。分別為4.1×10-5~1.45×10-4 mol·L-1和30.31~35.30 mN·m-1。通過對脂肪胺聚甘油醚表面活性劑溶液的膠團(tuán)化熱力學(xué)函數(shù)的計(jì)算,得出該體系的膠團(tuán)形成過程主要是熵驅(qū)動過程。 測定了脂肪胺聚甘油醚表面活性劑的應(yīng)用性能,如潤濕、泡沫、乳化、增溶、鈣皂分散、去污性能,發(fā)現(xiàn)合成的脂肪胺聚甘油醚表面活性劑有著良好的應(yīng)用性能。