脂肪胺聚合甘油醚表面活性剂的合成与性能研究

研究了一类脂肪胺聚甘油醚表面活性剂的合成、表面化学性质和应用性能。采用密度泛函(DFT)中的B3LYP/6-311G*方法对脂肪胺、缩水甘油及其产物进行了优化,结果显示无虚频产生,得到各自最稳定的构型。对脂肪胺与缩水甘油可能的反应路径进行了比较分析,发现线性产物容易生成。 在乙酸催化下用甘油和氯化氢制备了3-氯-1,2-丙二醇,再与氢氧化钠在二氯甲烷溶剂中合成了缩水甘油,最后以缩水甘油与脂肪胺反应制备出脂肪胺聚甘油醚表面活性剂。采用单因素试验法探讨了影响反应的主要条件,脂肪胺二聚甘油醚优化条件反应温度84°C,反应时间24 h,溶剂无水乙醇;脂肪胺六聚甘油醚优化条件为120°C,反应时间8 h。利用红外光谱(FTIR)、质谱分析(ESI-MS)及核磁共振(NMR)对产物进行结构表征,表明其结构正确;通过气相色谱(GC)对3-氯-1,2-丙二醇、缩水甘油进行了含量测定,脂肪胺聚甘油醚的含量通过非水滴定测得。 利用吊环法测定脂肪胺六聚甘油醚表面活性剂溶液在不同温度下、不同碳链长度的表面张力。结果发现:随着温度增大临界胶团浓度(cmc)有所升高,临界胶团浓度下的表面张力(γcmc)也随之增大;但是随着碳链长度增长,两者均呈下降趋势。分别为4.1×10-5~1.45×10-4 mol·L-1和30.31~35.30 mN·m-1。通过对脂肪胺聚甘油醚表面活性剂溶液的胶团化热力学函数的计算,得出该体系的胶团形成过程主要是熵驱动过程。 测定了脂肪胺聚甘油醚表面活性剂的应用性能,如润湿、泡沫、乳化、增溶、钙皂分散、去污性能,发现合成的脂肪胺聚甘油醚表面活性剂有着良好的应用性能。