膠體化學原理方法和應用課程論文

1、膠體化學原理方法和應用課程論文一、感想在膠體化學原理方法和應用的課上，我們主要學習了膠態(tài)分散體導論、膠態(tài) 體系中的電荷、膠體穩(wěn)定性、表面活性劑在界面處的聚集與吸附、微乳液、聚合 物和聚合物溶液、界面上的聚合物、聚合物對膠體穩(wěn)定性的影響、表面的濕潤、 實用流變學、散射與反射技術。所學的這些知識都對我今后的課題及實驗打下了必備的基礎，尤其在專業(yè)詞 匯方面冇了較大進步。我的實驗方向為甜菜堿類表面活性劑的合成。在膠體化學 原理方法和應用的課上所學習的表面活性劑的種類及性質(zhì)為我以后實驗中合成 表面活性劑提供了寶貴的思路與靈感，比如可以將m個的甜菜堿表面活性劑合成 雙子表面活性劑以提高其表面活性。在本課中

2、所學習的膠體分散體系基本原理、 性質(zhì)，膠體與界面德穩(wěn)定性、表面活性劑吸附與聚結(jié)等相互作用等知識點讓我學 會了膠體與表面活性劑的基本原理，為我今后研究表面活性劑的動力學、熱力學 原理打下了基礎。最后所學習的小角中子散射為研究表面活性劑的結(jié)構(gòu)提供了表 征方法?？傊z體化學原理方法和應用這門課讓我受益匪淺。二、甜菜堿表面活性劑1、簡介甜菜堿型兩性表面活性劑最早是由kruger從甜菜中分離出來的一種天然產(chǎn) 物切。1876年，bruhl把結(jié)構(gòu)類似天然產(chǎn)物的化合物命名為“甜菜堿心。甜菜堿 是兩性農(nóng)面活性劑的主要類型，因其結(jié)構(gòu)中同吋帶有陰離子和陽離子基i才i,在酸 性溶液屮呈現(xiàn)陽離子型表面活性的特征，在堿

3、性溶液屮又呈現(xiàn)陰離子型表面活性 劑的特征。它們不易受無機電解質(zhì)的影響，又無濁點現(xiàn)象.而h無論吸附到正電 荷還是負電荷的界面上都不會形成疏水表面。上述特點使其在許多領域有優(yōu)丁其他農(nóng)面活性劑的性能，如極好的耐硬水性、 低毒、具有極佳的協(xié)同增效作用，良好的抗靜電、防霉、殺菌、防腐、易于生物 降解、刺激性低。在較寬的ph范圍內(nèi)具有良好的表面活性以及與其它類型的表 面活性劑有良好的復配性。因此甜菜堿表面活性劑廣泛應用于日常用品工業(yè)及 采汕業(yè)冋。2、甜菜堿型表面活性劑的種類及合成2.1竣基甜菜堿的合成2.1.1 a-長鏈烷基甜菜堿以天然脂肪酸為反應原料，經(jīng)溟代反應后，進而與三甲胺反應制得純發(fā)較咼 的a烷基

4、甜菜堿型兩性表而活性劑9。其合成路線為：ch3(ch2)nch2cooh + br2 一2(ch»nch3(ch2)ncchnhcoo-chsch3(ch3)3nhbr也可以易得的脂肪酸為原料，在氯磁酸作用下與c12反應得中間體-氯代脂 肪酸，進而與短鏈叔胺反應合成得系列烷基甜菜堿表面活性劑。該反應原料成本 低廉，合成路線簡易，因而可大幅度降低兩性表面活性的生產(chǎn)成本。其合成 路線如下所示。ciso3h/o2ch3(ch2)9ch2cooh + ci2 c1ch3(ch2)9chcooh2ch3)jn .ch3(ch2)ghcoo-ch3 n ch3十(ch3)3nhc1cbr i c

5、h3(ch2)nchcooh2.1.2 n長鏈烷基甜菜堿國內(nèi)口前以長鏈叔胺與氯乙酸鈉合成n長鏈烷基甜菜堿兩性表面活性劑, 其中應用較為廣泛的十二烷基甜菜堿合成路線如下：ci2h25 n - clch2coona c12h2<- nch2coo +nacliich3ch3合成系列的烷基甜菜堿型兩性表面活性劑可改變烷基碳鏈的長度，徐進云等 在堿性條件下以i八烷基叔胺及氯乙酸鈉為原料經(jīng)季錢化反應合成十八烷基甜 菜堿，得到比較優(yōu)化的工藝條件，其乳化性能、抗靜電性能和潤濕性能均優(yōu)于短 鏈的i 二烷基甜菜堿。其合成路線如下：c1ch2cooh 一 naoh c18h37 n + cich2coona

6、ch3clch2coona + h°oc18h3t- nch2coo + nacl ich42.1.3烷基酰胺基甜菜堿烷基酰胺甜菜堿是由脂肪酸及伯一叔型二胺經(jīng)酰胺化反應合成中間體叔胺, 進而與氯乙酸鈉經(jīng)季鞍化反應合成。其合成路線如下：rcox +nh2(ch2)nn(ch3)2hxrconh(ch2)nn(ch3)2ch3 p icich2coona rconh(ch2)nn chocoo31ich32.2磺基甜菜堿的合成磺基甜菜堿分了結(jié)構(gòu)中既具有強酸根基團，乂有季錢鹽陽離了極性基，是一 種較為典型的季錢內(nèi)鹽型兩性表面活性劑。其具有兩性表面活性劑的所有優(yōu)點, 能耐溫、高濃度酸、鹽、堿

7、等，并有良好的乳化性、分散性和抗靜電性及有一定 的粘彈性，是一類性能優(yōu)異的甜菜堿兩性表面活性劑。221磺基烷基甜菜堿在合成磺基甜菜堿表面活性劑中，長鏈烷基叔胺與內(nèi)磺（丁磺）內(nèi)酯的反應最 佳，鄭延成等合成十二烷基磺基甜菜堿（sb12）與陰離了表面活性劑有良好的協(xié)同 增效作用，但由于丙磺（丁磺）內(nèi)酯對人體健康有潛在危害性、價格高、易爆，所 以難以大規(guī)模的生產(chǎn)應用巾。其合成路線如下：ch2 ch2rn(ch3)2ch2ch2ch2sojrn(ch3)2 + i xso2ch2 o /222疑基磺基甜菜堿鑒于丙磺（丁磺）內(nèi)酯的危害性，國內(nèi)外的科研人員致力于研究出其替代品。 以環(huán)氧氯丙烷及亞硫酸鈉替代丙

8、磺內(nèi)酯為反應原料，進而與十二烷基二甲基叔胺 反應合成的十二烷基梵基磺基甜菜堿有較好的潤濕性，優(yōu)良的泡沫力和泡沫穩(wěn)定 性及優(yōu)異的鈣皂分散力。其合成路線如下：so3nanahso3 + ch;chch2c1 *so3naci2h25n(ch3)2+ h2chch2c1ohc12h25n(ch3)2ch2ch(oh)ch2sch2.3 gemini甜菜堿兩性農(nóng)面活性劑gemini甜菜堿表面活性劑是一類新型高效表面活性劑，對其的研究已經(jīng)引起 人們的廣泛重視。周天華等合成了兩個離子頭基中變化不同長度聯(lián)接鏈的磺基甜 菜堿型兩性表面活性劑(c6h33)2n*ch3(ch2)nso3-(n=2, 3, 4,

9、6),該類表面活性 劑的熱穩(wěn)定性良好。胡志勇等以三聚氯氧、脂肪胺、n, n二甲基丙二胺、二 元胺以及氯乙酸鈉為原料，通過三步親核取代反應和一步季錢化反應，合成了新 型gemini甜菜堿表面活性劑。該類表面活性劑其潤濕性能、乳化性能和鈣皂分散 性能明顯好于十二烷基甜菜堿，具有低的krafft點和較高的熔點，增大了其應用 范圍12-14o其合成路線如下所示。/onaohr-c-oh+ nh2ch2a<2ch2n(ch3)2 /0r-c-nhch2ch2ch2n(ch3)2so3nach2chch2c1iohnaohch3/olr-c-nhch2ch2ch2n 一 ch2chch2so/ +

10、nacich3 ohnhrcjrhnrhn，廠n, ncicidrhnnhrclch2coonanh2(ch2)n(ch3)2 n尸« n >-nh(2)jnnh< 尸nh(ch2)3n(ch3)2nh(ch2)3n(ch4nhrnhrn z-nh(ch2)mnh ( ni 3% n一oocch2 nch2ch2ch2hnnhcchjchjn 一 ch2cooch3ch33、曼尼希反應合成表面活性劑曼尼希反應，乂稱胺甲基反應，是從20枇紀初逐步發(fā)展起來的一個重要有機 反應，它是以德國化學家carl ulvich franz mannich的名字命名的何。竣酸的曼 尼希反應

11、通式如下所示：r-ch2-c +、0hhohch+hn(ch3)2-h20omannich or aminomethylationn/ ch3 ch3口 j以通過以下反應合成甜菜堿表面活性劑+ naci參考文獻1 王世榮，李祥高，劉東志.表而活性劑化學m.北京：化學工業(yè)出版社.2005.12 馮練亭，陳均志.甜菜堿型兩性表面活性劑的類型、合成及研究進展j.中國 洗滌用品工業(yè).2005. 6. 39-413 梁夢蘭，表面活性劑和洗滌劑制備性質(zhì)應用m北京：科學技術文獻出版 杠.1990.1964 高戰(zhàn)備，丁紅霞.甜菜堿型表面活性劑的合成為應用j.中國洗滌用品工 業(yè).2008.2.72-74.5 w

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