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中文摘要 (1)
英文摘要 (1)
0 引言 (1)
1.1表面活性剂概述及性质 (2)
1.2表面活性剂的用途 (2)
1.3表面活性剂的结构 (3)
1.4表面活性剂的分类 (3)无烟抛光剂
1.5阳离子型表面活性剂 (3)
2.1脂肪类季铵盐 (4)
2.2 醇醚类季铵盐 (4)
2.3 咪唑啉类季铵盐 (4)
3 CDAAC 表面活性及复配体系间的相互作用 (5)旋转广告牌
4 季铵盐复配工艺的研究进展 (6)
5 实验部分 (7)
5.1 主要药品及仪器 (7)
5.2 实验及实验方法 (8)
5.3 实验方法 (9)
5.4 C10季铵盐的图谱分析和鉴定 (10)
6结果与讨论 (11)
参考文献 (12)
致谢： (13)
陶瓷纤维管C10季铵盐的制备及其性质表征
苗长江
动物胶配方整个过程化学化工学院环境工程04级8班指导教师：蒋晓慧
摘要：季铵盐是目前研究发展的一类重要的表面活性剂。近年来，季铵盐类表面活性剂的品种开发和产品应用都得到了较快的发展，随着表面活性剂在工业各领域内日益广泛的应用，对其性能也提出了更多，更高，更为具体的要求。本文介绍了季铵盐类表面活性剂和季铵盐复配工艺的研究发展，并详细叙述了C10醚和炔丙基溴制备C10季铵盐的工艺流程。
关键词：季铵盐、表面活性剂、复配工艺、C10醚、炔丙基溴
C10 Gemini Preparation and Nature Characterization
Miao changjiang
(Chemical Institute of Chemica l Technology Environmental Engineering
Grade four: jiang xiao hui
Chemistry department of China West Normal University，nanchong 637002，China Abstract: Gemini is a important of Surfactant in the area of research and development at present. In recent years,the variety development and applications of Gemini Surfactant are developed fast,with it is used on the application of Industrial area wider, Performance requirements are more and more , more stringent and more specific. Gemini Surfactan and Complex Process ,s are introducted in this paper,and describe the Process of Preparaing C10Gemini of C10 Ether and Propargyl bromine in detail.
Key words : Gemini 、surfactant 、Complex Process、C10Ether、Propargyl bromine
0 引言
近年来，季铵盐类表面活性剂的品种开发和产品应用都得到了较快的发展。随着表面活性剂在工业各领域内日益广泛的应用，对其性能也提出了更多，更高，更为具体的要求，促使对表面活性剂的合成进行更为深入的研究。双季铵盐表面活性剂是一类新型的表面活性剂，与单季铵盐表面活性剂具有相
近的性能及相同的应用范围。由于双季铵盐表面活性剂中含有两个鎓氮原子，在金属，塑料，织物，矿石上具有更强的成键能力和吸附作用，与费离子积两性表面活性剂的复配性能也能得到进一步的改善，而且水溶性也明显加强，所以，双季铵盐表面活性剂在沥青乳化，矿石浮选，纤维织物整理，金属加工等行业已得到广泛的应用。
1 表面活性剂
阻燃双面胶1.1表面活性剂概述及性质
表面活性剂(surfactant)是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。溶于液体后，具有使表面张力显著降低作用。分子结构具有两亲性，非极性烃链：8个碳原子以上烃链；极性基团：羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等。由于其分子内存在着亲水性部分和疏水性部分，因此表面容易吸附；另外在一定浓度（胶粒临界浓度）以上时，则形成称为胶粒的分子团。亲水性、疏水性两部分之比，是决定表面活性剂性质的重要因素，所以以此作为表示亲水、疏水平衡〔hydrophilc hydrophobic （＝lipophilc）〕（缩写HLB）的数量夫系。随着水溶液中的解离状况，分为阴离子、阳离子、两性和非离子性等四种表面活性剂。
表面活性剂的基本性质：1.临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。当其浓度高于CMC值时，表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构；2.亲水亲油平衡值（
HLB）：表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力。根据经验，将表面活性剂的HLB值范围限定在0-40，非离子型的HLB值在0-20。混合加和性：HLB=（HLBa Wa+HLBb /Wb）/ （Wa+Wb）
理论计算：HLB=∑（亲水基团HLB值）+∑（亲油基团HLB）-7；3、增溶作用：胶束增溶：水不溶性、微溶物在胶束溶液中溶解度显著增加非洛地平-----0.025%吐温-----10倍，亲水基团---亲油基团，极性基团---非极性基团，最大增溶浓度（MAC）↑，增溶量↑，胶束↑cmc。
1.2表面活性剂的用途
表面活性剂具有洗涤剂等广泛用途，但基于难溶于水的非极性物质的溶解作用，所以在活体膜的研究上占有重要的地位。为了使膜蛋白稳定和易溶化的目的，所使用的主要为中性表面活性剂，而以Tritonx -100为代表的Triton系、Tween系等各种HLB值不同的市售品都可以利用。十二基硫酸钠（SDS）等阴离子表面活性剂和十六烷三甲胺等阳离子表面活性剂，一般均具有较强的溶化作用，但对蛋白质也有较强的变性作用。利用SDS和蛋白质的复合体的聚丙烯酰胺凝胶电泳，被广泛应用于测定蛋白质分子量的一种方法。它是一类具有表面活性的化合物。溶于液体（特别是水）后，能显著降低溶液的表面张力或界面张力，并能改进溶液的增溶、乳化、分散、渗透、润湿、发泡和洗净等能力。主要用于制作合成洗涤剂、乳化剂、破乳剂、渗透剂、发泡剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、浮选
剂、柔软剂、抗静电剂、防水剂等助剂。广泛用于纺织、食品、医药、农药、化妆品、建筑、采矿等工业领域。表面活性剂具有共同的特点，即分子中同时存在亲水基和亲油基（又称疏水基）。亲水基通常是溶于水后容易电离的基团，如羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐等，以及在水中不电离的羟基或聚氧乙烯基。亲油基能与油类互相吸引、溶解，通常是由石油或油脂组成的长碳链的烃基，可以是脂肪烃，也可以是芳香烃。亲水基性能强，就溶解于水，反之，亲油基性能强，就溶于油。表面活性剂溶于水后，能生成单分子膜和胶束，其分子在水中能自动定向吸附于水溶液-空气的界面处，亲水基伸向水溶液，亲油基伸向空气，分子通过界面吸附形成的单分子膜在界面处起着隔离作用，使空气和水溶液的接触面显著减少，因此，水溶液的表面张力急剧下降。表面活性剂通常按离子类型分为离子型（溶于水后电离成离子）、非离子型（溶于水不电离）。（1）非离子型，如多元醇、聚氧乙烯等.（2）离子型，它又可分为阴离子型（如：磺酸盐、羧
酸盐等）、阳离子型（如各类胺盐）、两性型（如氨基酸）
1.3 表面活性剂的结构
传统观念上认为，表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表（界）面张力的物质。随着对表面活性剂研究的深入，目前一般认为只要在较低浓度下能显著改变表（界）面性质或与此相关、由此派生的性质的物质，都可以划归表面活性剂范畴。无论何种表面活性剂，其分子结构均由两部分构
成。分子的一端为非极亲油的疏水基，有时也称为亲油基；分子的另一端为极性亲水的亲水基，有时也称为疏油基或形象地称为亲水头。两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接，形成了一种不对称的、极性的结构，因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油，便又不是整体亲水或亲油的特性。表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”（amphiphilic structure），表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。根据所需要的性质和具体应用场合不同，有时要求表面活性剂具有不同的亲水亲油结构和相对密度。通过变换亲水基或亲油基种类、所占份额及在分子结构中的位置，可以达到所需亲水亲油平衡的目的。经过多年研究和生产，已派生出许多表面活性剂种类，每一种类又包含众多品种，给识别和挑选某个具体品种带来困难。因此，必须对成千上万种表面活性剂作一科学分类，才有利于进一步研究和生产新品种，并为筛选、应用表面活性剂提供便利。
1.4 表面活性剂的分类
表面活性剂的分类方法很多，根据疏水基结构进行分类，分直链、支链、芳香链、含氟长链等；根据亲水基进行分类，分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO衍生物、内酯等；有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等，还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。但是众多分类方法都有其局限性，很难将表面活性剂合适定位，并在概念内涵上不发生重叠。
1.5 阳离子型表面活性剂
阳离子表面活性剂英文名：Cationic surface active agent ，阳离子表面活性剂作为表面活性剂的一类。在水中能生成憎水性阳离子。阳离子表面活性剂其分子溶于水发生电离后，与亲油基相连的亲水基是带阳电荷的。亲油基一般是长碳链烃基。亲水基绝大多数为含氮原子的阳离子，少数为含硫或磷原子的阳离子。分子中的阴离子不具有表面活性，通常是单个原子或基团，如氯、溴、醋酸根离子等。阳离子表面活性剂带有正电荷，与所带的电荷相反，两者配合使用一般会形成沉淀，丧失表面活性。它能和或配合使用。目前，实际使用的阳离子表面活性剂主要是由氮原子组成的阳离子，其工业生产的品种很多，可按阳离子的化学结构分为胺盐型和季铵盐型。不溶于水，而溶于有机溶剂。但脂肪胺盐酸盐或醋酸盐当pH<7时在水中有较好的溶解度，季铵盐不受pH值影响溶于水。阳离子表面活性剂在液固界面易吸附于负电荷的固体表面，使表面变为憎水性；有良好的抑菌作用；使织物纤维柔软等。不能与阴离子表面活性剂混合使用，因易产生不溶性高分子盐，但有些弱阳离子特性的表面活性剂与阴离子表面活性剂配伍，能提高体系的表面活性。阳离子表面活性剂用途：用作织物柔软剂、油漆油墨印刷助剂、抗静电剂、杀菌剂、沥青乳化剂。生产阳离子表面活性剂所用的原料: 硫酸二甲酯。
2 季铵盐
季铵盐类表面活性剂品种繁多，分类方式也各种各样。按其分子结构分类，疏水基完全为烷基的称为脂肪类季铵盐；含有醇羟基的称为醇醚类季铵盐；含有咪唑结构的称为咪
唑啉类季铵盐；其余季铵盐分作其他类。以下分别介绍。
2.1 脂肪类季铵盐
长链烷基季铵盐作为季铵盐类物质的一个主要品种，最大特点就是对物质有较强的吸附作用，通过这种吸附作用而在物质表面聚集成一层膜而具有柔软、抗静电、杀菌消毒、乳化等多种功能，在工业和民用上都有广泛的应用。表面活性剂表面活性的提高一直是人们研究的重点。通过化学键联结的方法来提高表面活性 ，已经得到CMC 低达0197 mmol/L 的新型季铵盐类表面活性剂。这在提高表面活性的概念上也是一个新的突破。随着表面活性剂自身性能的不断提高，一些新的用途和应用领域正引起人们的重视。应用于织物调理方面，脂肪类季铵盐受温度、质量分数、时间、pH 值等众多因素的影响，其中最为重要的因素是溶质的质量分数和温度的提高。将细胞分裂素、阴离子表面活性剂与脂肪类季铵盐组装在一起 ，可得到同时具有大阴离子和大阳离子特性的新型植
物生长调节剂(32甲基24 脲基2苄基2三甲基十二烷基硫酸钠,MABTADS) ，其比β2 羟乙基2三甲基十二烷基硫酸铵的增产率高412个百分点。此外，张智宏等对十六烷基二甲基丙烯基氯化铵(CDAAC) 对白炭黑和碳酸钙的有机化改性进行了探索，改性后的产品硫化加速，硫化交联效果增强，定伸、拉伸、强度和硬度提高300 % ，可作为价格昂贵的偶联剂的替代品。以含有碳碳双键的脂肪类季铵盐为单体进行聚合，得到的聚合物具有良好的水溶性、配伍性和絮凝性，在水处理领域和化妆品行业得到
越来越广泛的重视和应用。二甲基二烯丙基氯化铵的均聚物(PDMDAAC) 及共聚物作为水溶性有机高分子絮凝剂和
阴离子头发调理剂均具有良好的应用前景，成为当前研究的重点。DMDAAC 的合成一般采用二步法，为使工艺简化，有人在低于20 ℃的温度下，向二甲铵溶液中同时滴加氯丙烯
和氢氧化钠溶液，待加料完毕后，升温回流一步合成了DMDAAC 。相对于世界化妆品行业，我国阳离子聚合物在头发调理剂方面的研究才刚刚起步。熊远钦等对DMDAAC/ AA/ AM 及DMDAAC/ AM 和PDMDAAC 的配伍性、条理性和对香波产品的增溶性进行了初步研究。我国发用调理剂应尽快提高阳离子试剂的质量及醚化技术，以期形成研制、开发以及众多衍生物的大规模产业。
2.1 醇醚类季铵盐
醇醚类季铵盐水溶性能良好，且具有更高的表面活性，因而具有更加实际的应用价值。新型醇醚类季铵盐一般是在典型阳离子表面活性剂分子结构中引入新的基团，如氧乙烯基或22羟丙烯基。同时引入这2 种基团，合成的新型表面活性剂将水的表面张力降为3714 mmol/ L ，本身临界胶束浓度降至416 ×10 - 5 mol/ L 。张广友等对γCMC 和CMC随长链烷基碳原子数和氧烯基的变化进行了研究，说明当长链烷基碳原子数一定时，分子中有2 个氧乙烯基时比1 个氧乙烯基表面活性好；氧乙烯基数目一定，长链烷基碳原子数越多，其γCMC越低，其CMC 越高。从而证明改进分子结构确可以提高醇醚类
表面活性剂的表面活性。近年来，一种结构更加新颖的表面活性剂正日益受到业内人士的普遍关注，其中有一种简称为TM的醇醚季铵盐结构中含2 个疏水基和2 个亲水基，与传
统表面活性剂结构模式大不相同。其表面活性更加优良,CMC 降至0104 mmol/ L ,γCMC 为2014 mN/ m。
2.3 咪唑啉类季铵盐
咪唑啉是近30 年发展起来的一类性能优越的表面活性剂，将咪唑啉环上的叔胺季
铵化即可得到季铵盐型阳离子咪唑啉表面活性剂。对按常规方法用脂肪酸与二乙烯三胺反应形成咪唑啉环上的氮原子直接季铵化反应中，反应时间和压力是两个重要的影响因
>环氧环己烷
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