三乙烯四胺型磺酸盐阴离子表面活性剂的合成与性能

作     者：梁利丽 

作者单位：东北石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王俊

授予年度：2022年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：三乙烯四胺 磺酸盐表面活性剂 表面性能 乳化性能 溢油分散剂 

摘      要：磺酸盐类表面活性剂是一类重要的阴离子表面活性剂,广泛应用于日用化工、三次采油和环境保护等领域。磺酸盐类表面活性剂根据其结构的不同可分为传统型、双尾型、双子型等,在制备方面朝多支化及在母体基团直接改性合成方向发展。本文以三乙烯四胺为母体,设计合成了三种带有4个亲水基团和2个亲油基团的磺酸盐表面活性剂。以长链溴代烷烃、三乙烯四胺和3-氯-2-羟基丙磺酸钠等为原料,经取代反应和磺化反应合成了不同碳链长度的三乙烯四胺型磺酸盐阴离子表面活性剂。采用正交实验法确定三种表面活性剂的最佳反应条件,采用红外光谱、核磁共振氢谱和有机质谱对其结构进行表征,确定其为目标产物。采用表面张力、电导率测试法和溶解法对三乙烯四胺型磺酸盐阴离子表面活性剂性质进行了研究。结果表明:系列磺酸盐表面活性剂随着疏水烷基链增长,CMC值和表面张力均增大,C-N-C的表面张力及CMC值均为最小,分别为21.45 m N/m,0.217mmol/L。(6)值随着疏水碳链的增长而减小,A值增大,p C减小,随着烷基链长度的增加,表面活性变差。纯水中三种表面活性剂的溶解性能良好。三种表面活性剂分子中C-N-C的抗盐性最好,在0.1 wt%～0.5 wt%浓度范围内能抗48000 mg/L的矿化度,随着疏水碳链的增加,抗盐性能下降,即C-N-CC-N-CC-N-C。相同浓度条件下,C-N-C乳化性能最好,乳化力最佳为77.5%。随着温度升高,30 s乳化率和10 min乳化率都增大,分别增加43.07%和17.2%,乳化能力和乳化稳定性都明显提高,温度从25℃增至35℃时,表面活性剂的乳化率增幅减小。提高剂油比对于乳化率有显著提高,但非线性增长,最佳剂油比在20%-30%之间,剂油比为20%时,30 s乳化率为67%,10 min乳化率为39%。当剂油比达到40%时,表面活性剂的乳化率趋于稳定甚至下降。采用乳化率测定法对表面活性剂C-N-C与不同的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配体系进行研究,结果表明:C-N-C与非离子表面活性剂AEO-9复配体系乳化性能最好,经对(表面吸附层中的相互作用参数)、)(混合胶束层的相互作用参数)和△G(超额吉布斯自由能)等复配体系的相互作用研究,与实验数据相吻合。复配体系质量比为1:2时,30 s乳化率为97.99%,10 min乳化率为89.16%,在处理海上溢油中有良好的应用前景。