羟基磺基甜菜碱的合成及其性能研究.docVIP

系列羟基磺基甜菜碱表面活性剂的合成及胶束化行为研究 朱海林*，胡志勇，王建龙，常婧，李慧珍 （中北大学化工与环境学院 山西 太原 030051） 摘要：采用长碳链烷基叔胺和2-羟基-3-氯丙磺酸钠为原料，合成了3种不同碳链长度的羟基磺基甜菜碱表面活性剂，采用FT-IR，1HNMR，MS和元素分析仪对其结构进行了表征。测定了不同温度下各种表面活性剂的临界胶束浓度，研究了它们在水溶液中的胶束化行为。结果表明，在25℃下，随着疏水链长由C8增加到C14，临界胶束浓度(cmc)由1.32×10-2mol·L-1降低到1.67×10-4mol·L-1，最低表面张力（γcmc）由35.9mN·m-1降低到34.6mN·m-1。胶束化热力学结果表明其胶束的形成过程为熵驱动过程。 关键词：羟基磺基甜菜碱表面活性剂，表面张力，胶束化， 热力学 中图分类号：O647.2 文献标识码：A 文章编号： Synthesis and Surface Activity of a series of hydroxy-sulfobetaine surfactants Zhu Hai-lin, Hu Zhi-yong, Wang Jian-long,Chang jing, Li Hui-zhen (School of Chemical Engineering and Environment, North University of China, Taiyuan 030051) Abstract A series of hydroxy-sulfobetaine surfactants with different carbon chains were synthesized from 3-chloro-2-hydroxylpropanesulfonate intermediate method. Their structures were identified by FT- IR ,1HNMR, MS and elemental analysis. Their critical micelle concentrations(cmc) in aqueous solutions at different temperature were determined by K100 automatic tensiometer. The results showed that when hydrophobic chain increased from C8 to C14, the values of their cmc decreased from 1.32×10-2mol·L-1 to 1.67×10-4mol·L-1, and γcmc decreased from 35.9mN·m-1 to 34.6mN·m-1. The thermodynamic parameters of micellization showed that the process of micellization is driven by the entropy． Key words: hydroxy-sulfobetaine surfactants, surface tension, micellization, thermodynamics 前言 两性表面活性剂是指其极性头基既含有正电荷，又含有负电荷的一类表面活性剂。由于在同一分子结构中同时存在正负电荷中心(或偶极中心)，此种表面活性剂具有许多优异的性能：低毒、低刺激性、极好的耐硬水性和耐电解质性、良好的乳化性和泡沫稳定性等，广泛应用于个人洗护用品、民用洗涤剂、工业洗涤剂及其他工业领域[1]。 磺基甜菜碱表面活性剂是一类重要的两性表面活性剂，在所有pH范围内均表现出两性特性，且均能吸附到带电表面而无需形成疏水分子膜，在洗涤剂中表现出优异的钙皂分散性能[2]。尽管磺基甜菜碱表面活性剂的性能优越，应用前景广泛，但从目前的研究文献来看，对于磺基甜菜碱表面活性剂的关注仍较少，尤其是对其界面化学性能的研究报道极少[3-4]。 本文采用丙磺酸中间体法[5]，以长碳链烷基叔胺和2-羟基-3-氯丙磺酸钠为原料合成了三种羟基磺基甜菜碱两性表面活性剂，对其进行了结构表征，并且对其在水溶液中的胶束化行为进行了研究。 1 实验 1.1 主要药品及仪器 主要药品：所有试剂均为分析纯。N,N-二甲基辛烷基叔胺、N,N-二甲基-十二烷基叔胺和N,N-二甲基-十四烷基叔胺购自百灵威试剂有限公司，3-氯-2-羟基丙磺酸钠购自上海衍胜实业有限公司。 仪器：K100自动表面张力仪（瑞士Kruss公司），Bruker-500 核磁共振