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论铵盐聚醚季铵盐高分子表面活性剂合成、表征与性能

收藏本文 2024-04-14 点赞:35350 浏览:159637 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文以环氧氯丙烷为单体,采取两种不同策略合成新型的聚醚季铵盐高分子表面活性剂(PEQAS)。主要探讨了不同组成的聚醚季铵盐的合成表征以及溶解性、表观粘度、表面性能性能等,并讨论了聚醚季铵盐表面活性剂水溶液的吸附历程。重点探讨了聚醚季铵盐的组成、浓度、季铵基含量对其吸附扩散系数的影响。1.聚醚季铵盐的合成与表征以BF3Et20作引发剂引发环氧氯丙烷合成的聚合体分别与三乙胺、三乙醇胺、N,N-二苯胺进行季铵化反应,以及三乙烯二胺作为季铵化试剂与聚环氧氯丙烷高分子反应,采取这两种策略合成出不同结构的直链型/交联型聚醚季铵盐。利用NMR、乌氏粘度计、沉淀滴定等对聚醚进行了结构表征,探素引发剂用量、反应温度、反应时间、溶剂、季铵化试剂的种类和用量等对聚合物季铵基含量和产率的影响。结果发现,聚醚季铵盐在常温下,直链型聚醚季铵盐是液态,交联型是固态。季铵化试剂的种类和用量不同,得到聚合物的季铵基含量也不同,随着季铵化试剂用量的增加,聚醚季铵盐的季铵基含量也增加。2.聚醚季铵盐的结构与性能聚醚季铵盐具有较强的表面性能,可以显著降低水溶液的表面张力。本论文详细浅析了聚醚季铵盐的结构、浓度、季铵基含量等对动态/平衡表面张力的影响。DST实验数据计算结果发现:浓度增加,季铵基含量高,都能增加其水溶液的表面性能。在聚醚季铵盐的吸附扩散历程中探讨发现,不同结构的聚醚季铵盐,扩散系数也不同,烷基链长扩散系数高,扩散系数由大到小的顺序为PETEA PETEAA PEPhDMA PEDABCO,同一结构的聚醚季钱盐,季铵基含量越高,扩散系数越大。对聚醚季铵盐水溶液的临界胶束浓度(CMC)探讨发现:同类聚醚季铵盐CMC值与季铵基含量有密切的联系,季铵基含量高,CMC值越大,平衡表面张力越小。对于不同结构的聚醚季铵盐,实验数据表明,CMC值变化不大,季铵基含量是主要的影响因素。聚醚季铵盐的水溶性较好,能在极性较大,介电常数大的溶剂中可溶。其水溶液起泡能力和泡沫稳定性与十二烷基苯磺酸钠(C12LAS)相比都要低很多,同一聚醚季铵盐,泡沫性能随季铵基含量的增加而增加,不同结构的聚醚季铵盐:起泡能力和泡沫稳定性由大到小的顺序为PETEA PETEAA PEPhDMA PEDABCO。在相同的实验条件下的分散性能,较C12LAS聚醚季铵盐的用量很多,分散性能也低很多,但是分散性能的稳定性稍好。关键词:高分子表面活性剂论文聚醚季铵盐论文表面性能论文季铵化论文

    摘要5-7

    Abstract7-12

    第一部分 文献综述12-26

    1. 引言12

    2. 高分子表面活性剂的种类12-16

    2.1 按来源来分12-13

    2.2 按离子类型来分13-14

    2.3 按亲水性链段与疏水性链段的相对位置和结构来分14-16

    2.3.1 嵌段型高分子表面活性剂14-15

    2.3.2 接枝型高分子表面活性剂15

    2.3.3 无规型高分子表面活性剂15

    2.3.4 网络型高分子表面活性剂15-16

    3 高分子表面活性剂的特点与结构16-19

    3.1 高分子表面活性剂的特点16-18

    3.1.1 表面张力16-17

    3.1.2 临界胶束浓度17-18

    3.1.3 乳化分散功能18

    3.1.4 凝聚功能18

    3.1.5 其它功能18

    3.2 高分子表面活性剂的结构类型18-19

    4 高分子表面活性剂的合成19-21

    4.1 表面活性单体聚合19

    4.2 亲水基/疏水基单体共聚19-20

    4.3 高分子聚合物化学改性20-21

    5 高分子表面活性剂的运用21-24

    5.1 高分子表面活性剂在废水处理方面的运用21

    5.2 高分子表面活性剂在石油工业中的运用21-22

    5.3 高分子表面活性剂在造纸工业中的运用22

    5.4 高分子表面活性剂在纺织、皮革工业中的运用22

    5.5 高分子表面活性剂在采矿、煤炭工业中的运用22-23

    5.6 高分子表面活性剂在涂料工业中的运用23

    5.7 高分子表面活性剂在化学催化中的运用23

    5.8 高分子表面活性剂在材料制备中的运用23

    5.9 高分子表面活性剂在生物、制药中的运用23-24

    6 高分子表面活性剂的探讨近况与进展24

    7 选题的目的和作用24-26

    第二部分 实验部分26-33

    1 引言26-27

    2 合成路线27-28

    3 实验28-33

    3.1 实验原料及仪器28-29

    3.2 聚醚高分子表面活性剂的合成29-30

    3.2.1 聚环氧氯丙烷的合成29

    3.2.2 直链聚醚季铵盐的制备策略29-30

    3.2.3 交联聚醚季铵盐的合成制备30

    3.3 结构表征30-31

    3.3.1 NMR测定30

    3.3.2 季铵基含量的算法30-31

    3.3.3 相对粘度测定31

    3.4 性能测试31-33

    3.4.1 动态表面张力(DST)测试31

    3.4.2 临界胶束浓度(CMC)测定31

    3.4.3 分散性能31-32

    3.4.4 泡沫性能32

    3.4.5 表观粘度测定32

    3.4.6 Krafft点的测试32-33

    第三部分 结果与讨论33-64

    1. 产物的制备33-38

    1.1 聚环氧氯丙烷的合成33

    1.2 直链聚醚季铵盐的制备33-37

    1.3 交联聚醚季铵盐的合成37-38

    2 核磁的浅析38-42

    2.1 聚环氧氯丙烷的核磁浅析38-39

    2.2 PETEA的核磁浅析39-40

    2.3 PETEAA的核磁浅析40

    2.4 PEPHDMA的核磁浅析40-41

    2.5 PEDABCO的核磁浅析41-42

    3. 聚醚季铵盐的性能测定42-64

    3.1 溶解性42-43

    3.2 聚醚季铵盐溶液DST性能测定43-56

    3.2.1 浓度对聚醚季铵盐水溶液表面性能的影响43-52

    3.2.2 聚醚季铵盐季铵基含量对水溶液表面性能的影响52-55

    3.2.3 聚醚季铵盐取代烷基对水溶液表面性能的影响55-56

    3.3 表面张力及临界胶束浓度CMC性能56-59

    3.4 表观粘度59-61

    3.5 分散性能61-62

    3.6 泡沫性能62-63

    3.7 溶度性质(Krafft点)63-64

    第四部分 结论64-66

    1. 聚醚季铵盐的合成和结构表征64

    2. 聚醚季铵盐的结性能浅析64-66

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