其它類型表面活性劑

氟表面活性劑安紅2012.05.25OutlinePart1.定義及分類Part2.合成Part3.物理化學(xué)性質(zhì)Part4.碳氟與碳?xì)浔砻婊钚詣┑幕旌螾art5.應(yīng)用

Part1.定義及分類定義碳?xì)滏湹臍湓颖环硬糠只蛉咳〈蠓Q為碳氟鏈，具有碳氟鏈?zhǔn)杷谋砻婊钚詣┓Q為氟表面活性劑。

目前無(wú)統(tǒng)一命名，文獻(xiàn)中常見名稱： 含氟表面活性劑（fluorinecontainingsurfactant） 不確切。含多少，在哪個(gè)位置？ 全氟表面活性劑（perfluorosurfactant） 不確切。極性集團(tuán)大多不含氟。 氟化表面活性劑（fluorinatedsurfactant） 僅適用于電解氟化法所得到的。 氟碳表面活性劑（fluorocarbonsurfactant） 能反映其特點(diǎn)：碳氟鏈代替碳?xì)滏湣７诸愄細(xì)浔砻婊钚詣┌礃O性基來分類，碳氟表面活性劑的極性基與之相同，故其分類也按極性基的結(jié)構(gòu)不同分為離子型和非離子型，離子型包括陽(yáng)離子、陰離子和兩性。陰離子型RFCOOH陽(yáng)離子形RFCH2CH2N+(CH3)2C2H5I-兩性RF～N+(CH3)2(CH2)nSO3-

非離子型CF3(CF2)nCH2O(CH2CH2O)mH

其它類型的表面活性劑一、氟碳表面活性劑特性—“三高、兩憎”：⑴具有極高的表面活性；這是因?yàn)?，氟碳鏈具有極強(qiáng)的憎水性，而氟碳表面活性劑分子之間的作用力較小，因此氟碳表面活性劑在很低濃度下仍有很高的表面活性。一般的碳?xì)浔砻婊钚詣┧芤旱谋砻鎻埩κ窃?0～40mN/m，而氟碳表面活性劑則在15mN/m以下。CP5其它類型的表面活性劑⑵極高的化學(xué)穩(wěn)定性：在濃硫酸、濃硝酸中，其也不會(huì)被破壞。⑶具有很高的熱穩(wěn)定性。這時(shí)因?yàn)榉急砻婊钚詣┓肿又蟹兼I有較高的鍵能(116Kcal/mol)。⑷憎水又憎油。⑸氟碳表面活性劑親油基的碳原子數(shù)在8～12；一般的碳?xì)浔砻婊钚詣┓肿由?，其碳原子?shù)目在12以上時(shí)才能表現(xiàn)出較好的表面活性，而氟碳表面活性劑只需6個(gè)碳原子，最好是8～12碳原子數(shù)；CP5其它類型的表面活性劑Part2.合成電化學(xué)氟化法氟烯烴調(diào)聚法氟烯烴齊聚法由于疏水鏈為碳氟鏈，故氟表面活性劑的合成方法與碳?xì)浔砻婊钚詣┑暮铣煞椒ㄓ泻艽蟮膮^(qū)別。

其合成一般分為3個(gè)步驟：首先合成含6～10個(gè)碳原子的碳氟化合物，然后制成易于引進(jìn)各種親水基團(tuán)的含氟中間體，最后再引進(jìn)各種親水基團(tuán)制成各類表面活性劑。其中含氟烷基的合成是制備碳氟表面活性劑的關(guān)鍵，使用最多的合成方法主要有3種。1.長(zhǎng)鏈氟烷基的合成1.1電化學(xué)氟化法

將需要被氟化的有機(jī)物溶解或分散在無(wú)水氟化氫中，在低于8V的直流電壓下進(jìn)行電解，陰極產(chǎn)生氫氣，而有機(jī)物在陽(yáng)極被氟化。在氟化過程中，只有氫原子被氟原子取代，其他官能團(tuán)仍被保留。1.2氟烯烴調(diào)聚法利用全氟烷基碘、低級(jí)醇等物質(zhì)作為端基物調(diào)節(jié)聚合四氟乙烯等含氟單體制得低聚合度的含氟烷基調(diào)節(jié)物。1.3氟烯烴齊聚法四氟乙烯、六氟丙烯及六氟丙烯環(huán)氧化合物在非質(zhì)子極性溶劑中以氟陰離子催化可低聚成C6～C14的中間體，這些中間體具有高度分枝的支鏈。2.中間體轉(zhuǎn)化以上反應(yīng)得到具有碳氟鏈的中間體，其端基是較為活潑的官能團(tuán)，再通過各種有機(jī)反應(yīng)可引入極性基團(tuán)就可得到各種類型的氟表面活性劑。

三種方法的比較：1.電解氟化法。最早使用，反應(yīng)簡(jiǎn)單，氟化是逐步進(jìn)行的，產(chǎn)物復(fù)雜，產(chǎn)率低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一。2.調(diào)聚法。制得的碳氟鏈為直鏈，表面活性高，但產(chǎn)物為不同鏈長(zhǎng)化合物的混合物。最大優(yōu)點(diǎn)是得到的全氟碘代烷，碘容易脫落，可用于合成各類碳氟表面活性劑。綜合而言，該方法最優(yōu)。3.齊聚法。安全性高，反應(yīng)容易控制，但由于支鏈產(chǎn)物的表面活性不高，其應(yīng)用受到較大限制。

Part3.物理化學(xué)性質(zhì)“三高”“兩憎”氟表面活性劑的獨(dú)特性能常被概括為“三高”、“兩憎”。高熱穩(wěn)定性高化學(xué)惰性高表面活性憎水憎油這些獨(dú)特的性能都是由于分子結(jié)構(gòu)中引入了碳氟鏈而引起，因此氟原子的獨(dú)有性質(zhì)是氟表面活性劑具有不尋常性質(zhì)的根本原因。元素HF電負(fù)性2.14.0范德華半徑/Pm120135C-X鍵鍵長(zhǎng)/Pm111139C-X鍵鍵能/KJ?mlo-1410452表1.氫、氟原子的一些性質(zhì)參數(shù)[1]氟是電負(fù)性最大的元素氟的2s和2p軌道與碳相應(yīng)軌道的匹配良好C—F鍵的鍵能比C—H鍵能大得多，不易斷裂.一般氟表面活性劑都能耐400℃以上高溫。

全氟烷基磺酸在400℃下加熱3h后才有微量分解全氟烷基羧酸加熱到550℃才分解大部分同碳數(shù)的碳?xì)浔砻婊钚詣┘訜岬?00℃左右就大量分解1.高熱穩(wěn)定性2.高化學(xué)惰性氟表面活性劑的高化學(xué)惰性是氟原子的保護(hù)作用引起的，也稱為氟原子的屏蔽效應(yīng)。F的半徑較大F的電負(fù)性強(qiáng)鄰近F原子間的斥力非常大鄰近F原子彼此錯(cuò)開一定角度F圍繞C鏈主軸螺旋分布F原子緊密覆蓋在C鏈表面，從而能夠屏蔽外來試劑的進(jìn)攻，并且F原子所帶多余負(fù)電荷可以形成負(fù)電保護(hù)層，親核試劑難以接近，更不能穿透。3.高表面活性

與碳?xì)浔砻婊钚詣┍砻婊钕啾龋篊7H15COONaC7F15COONa表面吸附量(10-10mol/cm2)2.82[2]2.85[3]表面張力(mN/m)44.5[2]26[3]cmc(mol/L)0.25[2]0.034一般地：碳氟SAa：w=0.005～0.1%，<20mN/m碳?xì)銼Aa：w=0.1～1.0%，30mN/m～35mN/m。

兩種表面活性劑的飽和吸附量相差不大，但氟表面活性劑降低水表面張力的能力和效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碳?xì)浔砻婊钚詣?/p>

解釋：

吸附量：飽和吸附時(shí)，表面活性劑分子直立緊密排列，兩種分子的極性基相同，所占面積相同，在一定面積表面上排列的分子數(shù)相近。能力高：表面張力是分子間作用力的體現(xiàn)。C-F鍵不易極化，碳氟鏈間的范德華引力比碳?xì)滏滈g要小，從而導(dǎo)致表面張力更大程度地降低。效率高：碳氟鏈的范德華引力小，表面活性劑分子自水溶液內(nèi)部移至表面所需的能量比碳?xì)浔砻婊钚詣┓肿右?，從而?dǎo)致了強(qiáng)烈的表面吸附，使其在溶液內(nèi)部的濃度更低。4.憎水憎油碳氟鏈的范德華引力小，因此它不僅與水的親和力小，而且與碳?xì)浠衔锏挠H和力也小，這就造成它不僅“憎水”，而且“憎油”的特性。

聚四氟乙烯之所以作為“不粘鍋”覆蓋層的主要成分就是因?yàn)樘挤溂取霸魉庇帧霸饔汀钡奶匦允沟盟投疾荒茉谄滗佌?、粘附?/p>

碳氟鏈的“憎油”特性也為尋找碳?xì)浠衔锏谋砻婊钚詣┨峁┝怂悸?。在碳氟鏈的末端引入極性低的親油基團(tuán)，就可以用于降低油的表面張力。

5.其他特點(diǎn)環(huán)境相容性好單質(zhì)氟和離子性氟化物具有很強(qiáng)的毒性，但是氟表面活性劑的毒性卻很低，對(duì)環(huán)境污染小。降低油/水界面張力能力差氟表面活性劑對(duì)于降低水的表面張力雖有很強(qiáng)的能力，但是對(duì)于降低油/水的界面張力則能力不佳，這是碳氟鏈的“憎油”所引起的。Krafft點(diǎn)高氟表面活性劑的Krafft點(diǎn)一般較高，這是因?yàn)樘挤湹姆兜氯A力小，比碳?xì)滏湹氖杷饔酶鼜?qiáng)，室溫下，氟表面活性劑的溶解性不好。在應(yīng)用上為了克服這一缺點(diǎn)，常采用分子內(nèi)或分子外與碳?xì)滏湉?fù)配。Part4.碳氟與碳?xì)浔砻婊钚詣┑幕旌戏砻婊钚詣┍砻婊钚愿?、化學(xué)及熱穩(wěn)定性好但是，產(chǎn)量少，價(jià)格昂貴如何解決？將碳氟和碳?xì)浔砻婊钚詣┗炫涫褂谩＝Y(jié)果：不僅減少氟表面活性劑的用量，通常還能達(dá)到單一氟表面活性劑達(dá)不到的效果。同電性混合陽(yáng)離子與陰離子混合離子型與非離子型混合1.離子型和非離子型混合體系γcmc(mN/m)100cmc(mol/kg)C12NMeBr39.51.51415FOH16.50.00863C12NMeBr:15FOH=1:115.01.096（C12NMeBr：C12H25N(CH3)3Br，15FOH：C7F15CH2OH）表3.30℃下表面張力及cmc[4]溶液內(nèi)部：C12NMeBr分子形成膠團(tuán)時(shí)，15FOH分子的“插入”使得C12NMeBr的“離子頭基”間的電性斥力減弱，導(dǎo)致較易形成膠團(tuán)，cmc下降。溶液表面：表面吸附層分子排列更為緊密，碳氟鏈的表面能較低使γcmc減小。2.陽(yáng)離子和陰離子混合DTAB：C12H25N(CH3)3BrSPFO：C7F15COONa混合體系的表面活性高于兩種單一體系，兩種表面活性劑分子具有相互增效作用，這種相互增效作用可以可以用兩種離子的正負(fù)電性吸引作用來說明。相互增效的結(jié)果導(dǎo)致了γcmc和cmc的降低。[5]Part5.應(yīng)用由于氟表面活性劑的獨(dú)特性能，使得它在許多工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛用途，如紡織、皮革、造紙、選礦、農(nóng)藥等領(lǐng)域。處理固體表面，使固體表面抗水、抗粘、防污、防塵，作憎水劑、憎油劑。電鍍金屬鉻工業(yè)中，在電解液液面上形成致密泡沫，阻止鉻酸霧的逸出。水溶液表面張力很低，能在油面上很好地鋪展，用做滅火劑。能溶于“液體蠟”，制成自然發(fā)光的乳液上光劑，用于擦亮地板。

……Reference[01]李好樣.含氟表面活性劑.表面活性劑工業(yè).1997(3)：37-38.[02]侯震山,李之平,汪漢卿.辛酸鈉一醇一水溶液體系的表面化學(xué)性質(zhì)研究.化學(xué)研究與應(yīng)用.2000，12(1)：39-42.[03]趙國(guó)璽，賀紹光.全氟辛酸鈉與三甲胺及三乙胺鹽酸鹽混合體系的表面活性.日用化學(xué)工業(yè)，1998(3)：1-3.[04]丁慧君,戴群英,張?zhí)m輝,趙國(guó)璽.碳?xì)渑c碳氟表面活性劑混合水溶液的膠團(tuán)與囊泡形成.高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào).1996(17)：134-136.[05]王正平,李佳.氟表面活性劑.化學(xué)工程師.2003(6)：57-58.[06]朱順根.含氟表面活性劑.化工生產(chǎn)與技術(shù).1997(3)：1-9.[07]肖進(jìn)新,江洪.碳氟表面活性劑.日用化學(xué)工業(yè).2001(5)：24-27.[08]蔣文賢.特種表面活性劑.中國(guó)輕工業(yè)出版社.1995.[09]曾毓華.氟碳表面活性劑.化學(xué)工業(yè)出版社.2001.[10]朱步瑤,趙振國(guó).界面化學(xué)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社.1996.硅表面活性劑安紅2012.05.25含硅表面活性劑

含硅表面活性劑是除氟碳表面活性劑外的優(yōu)良表面活性劑，是在有機(jī)硅化合物(如硅油、硅樹脂)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型表面活性劑。它常以硅烷鏈(-Si-C)或硅氧烷鏈作為疏水基，再通過不同的合成方法引入羧酸基(-COO-)、磺酸基(-SO3-)。季銨陽(yáng)離子基以及聚氧乙烯鏈，從而賦予其親水性能，即得到陰離子、陽(yáng)離子、非離子等不同類型的含硅表面活性劑。1.定義：親油基由聚硅烷組成的表面活性劑。CP5其它類型的表面活性劑2.分類：含硅聚醚型非離子表面活性劑可分為兩大類：一是含硅均聚醚類，它是含硅有機(jī)化合物與聚氧乙烯醇醚反應(yīng)所得產(chǎn)物。二是含硅共聚醚類，它是含硅化合物與聚氧丙烯聚氧乙烯共聚醚反應(yīng)所得產(chǎn)物。由于含硅聚醚型非離子表面活性劑的疏水基是硅烷鏈或硅氧烷鏈，其疏水性較強(qiáng)，所以在不太長(zhǎng)的含硅疏水基上引人一個(gè)親水基團(tuán)即可得到具有優(yōu)異表面活性的物質(zhì)。如：CP5其它類型的表面活性劑3.含硅表面活性劑的合成⑴合成Si-O-C橋連的硅氧烷-聚醚共聚物用含有羥基的聚醚(此處用HO—PE表示)與含Si-O-R的硅氧烷反應(yīng)縮去相應(yīng)的低分子ROH，制得含硅聚醚。例如：CP5其它類型的表面活性劑⑵合成Si-C橋連的硅氧烷-聚醚共聚物一般常用含有Si-H鍵的硅氧烷或硅烷與含鏈烯基的聚醚在鉑(或氯鉑酸)的催化下進(jìn)行加成反應(yīng)制得硅氧烷-聚醚共聚物。例如：CP5其它類型的表面活性劑此外，還可用帶有環(huán)氧官能團(tuán)有機(jī)的硅化合物與HO-PE橋連，可制得含硅共聚醚類。例如：CP5其它類型的表面活性劑4.性能特點(diǎn)

含硅非離表面活性劑的水溶液濃度為1×10-4～1×10-5mol／L即可將水的表面張力降至20mN/m左右，甚至有些水溶液的濃度低至1×10-6g／L即可將表面張力降至21mN／m。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，含硅聚醚水溶液表面張力下降只受疏水基團(tuán)的影響，而與環(huán)氧乙烷加成數(shù)的多少無(wú)關(guān)。CP5其它類型的表面活性劑含硅聚醚型非離子表面活性劑具有穩(wěn)泡和消泡作用。就同一種產(chǎn)品而言，它既可作穩(wěn)泡劑，也可作消泡劑，一般來說。濁點(diǎn)以下具有穩(wěn)泡作用，濁點(diǎn)以上具有消泡作用，這類表面活性劑還具有優(yōu)良的乳化和破乳作用。研究證明：含硅聚氧乙烯型均聚醚類乳化性能優(yōu)于含硅共聚醚類‘然而破乳作用卻恰恰相反，后者破乳效果優(yōu)異，前者則很差。CP5其它類型的表面活性劑硼表面活性劑安紅2012.05.25含硼表面活性劑

含硼表面活性劑是近年來開發(fā)的一類新型特殊表面活性劑，通常是一種半極性化合物，由具有鄰近羥基的多元醇、低碳醇的硼酸三醋和某些脂肪酸所合成的。這類表面活性劑一般為非離子型，但在堿性介質(zhì)中重排為陰離子型，它們可為油溶性的也可為水溶性的。CP5其它類型的表面活性劑含硼表面活性劑的沸點(diǎn)一般都很高；不揮發(fā)，高溫下極穩(wěn)定，但能水解。與單甘油酯和酸性硼酸烷基甘油酯相比，具有優(yōu)良的表面活性?？咕栽囼?yàn)表明，有機(jī)硼表面活性劑具有很好的抗菌性，其抗菌性的強(qiáng)弱不僅取決于硼的含量，還與表面活性劑的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。半極性有機(jī)硼表面活性劑不但具有抗菌性，而且毒性低，如液體硼酸雙甘酯單棕櫚酸酯的大白鼠口服量達(dá)12.5mL.kg-1，沒有死亡的實(shí)例發(fā)生。CP5其它類型的表面活性劑含硼表面活性劑主要用作氣體干燥劑、潤(rùn)滑油和水溶性無(wú)水液體的穩(wěn)定劑、極壓劑、壓縮機(jī)工作介質(zhì)和防蝕劑，聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯的抗靜電劑、防滴霧劑以及各種物質(zhì)的分散劑和乳化劑等。CP5其它類型的表面活性劑1.油溶性有機(jī)硼表面活性劑

油溶性有機(jī)硼表面活性劑是一種半極性化合物，其分子結(jié)構(gòu)通式為：式中X、X’、Y、Y’—為氫原子、—CH3、—C2H5、—CH2OH、—(CHOH)n(n=0,1,2,3)等等基團(tuán)。CP5其它類型的表面活性劑典型的結(jié)構(gòu)式為：

硼酸雙甘醋單酯硼酸雙甘醋雙酯CP5其它類型的表面活性劑2.水溶性有機(jī)硼表面活性劑

采用一般的方法合成出的有機(jī)硼表面活性劑由于其分子中親水基團(tuán)作用較弱，一般都難溶于水；而將環(huán)氧乙烷直接引入其分子中，即可制得水溶性有機(jī)硼表面活性劑。典型的結(jié)構(gòu)式為：CP5其它類型的表面活性劑硫表面活性劑安紅2012.05.25含硫表面活性劑1.特點(diǎn)：具有優(yōu)良的殺菌作用，極強(qiáng)的去污能力，是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男滦捅砻婊钚詣Ｋ舶岁庪x子型、陽(yáng)離子型、非離子型和兩性型等多種類型。2.分子結(jié)構(gòu)：CP5其它類型的表面活性劑高分子表面活性劑安紅2012.05.25高分子表面活性劑1.定義：分子量在數(shù)千以上的表面活性劑。其實(shí)，聚醚型表面活性劑就是屬于高分子表面活性劑。根據(jù)表面活性劑的定義，所有水溶性高分子化合物都屬高分子表面活性劑。2.常見高分子表面活性劑常見的水溶性聚合物都可以被認(rèn)為是高分子表面活性劑：⑴合成類水溶性聚合物：聚乙二醇(PEO)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、PAM、HPAM、甲叉基聚烯酰胺、磺甲基聚丙烯酰胺、氨甲基化聚丙酰胺、PVA、PVP。⑵纖維素衍生物：甲基纖維素(MC)，羥乙基纖維素(HEC)，羥丙基纖維素(HPC)，羧甲基纖維素(CMC)。⑶淀粉衍生物：羥乙基淀粉(HES)，羥丙基淀粉(HPS)，羧甲基淀粉(CMS)等。⑷植物膠及其衍生物：瓜膠及其衍生物、田菁膠及其衍生物、槐豆膠及其衍生物等等。(5)生物聚合物：黃胞膠(XG)、硬葡聚糖(SG)等。CP5其它類型的表面活性劑粘彈性表面活性劑1.定義：粘彈性表面活性劑是能夠使水溶液形成粘彈性流體的表面活性劑。粘彈性表面活性劑是一類具有特殊分子結(jié)構(gòu)的表面活性劑，它是通過一個(gè)聯(lián)結(jié)基團(tuán)將兩個(gè)單烷基鏈單頭基普通表面活性劑在離子頭基處以化學(xué)鍵連接在一起的二聚體。烷基鏈頭基聯(lián)接基團(tuán)頭基烷基鏈CP5其它類型的表面活性劑CP5其它類型的表面活性劑圖新型表面活性劑和普通表面活性劑的分類示意圖a普通型；bAOT型；cBola型；dGemini；e多聚；f過渡Bola型；g過渡多聚型2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由于粘彈性表面活性劑所具有的特殊結(jié)構(gòu)，而具有某些特殊的性質(zhì)，特別是具有更高的表面活性及其他物理化學(xué)特性，為高表面活性的粘彈性表面活性劑的廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)單鏈表面活性劑分子相比，粘彈性表面活性劑分子最大的不同就是有間隔鏈，間隔鏈的性質(zhì)及位置對(duì)粘彈性表面活性劑的物化性能的影響很大。一般來說，間隔鏈應(yīng)靠近粘彈性表面活性劑的親水基，間隔鏈遠(yuǎn)離親水基直至靠近疏水鏈的另一端時(shí)，該物質(zhì)即變?yōu)榱硪环N特殊的表面活性劑。CP5其它類型的表面活性劑①至少有兩個(gè)疏水鏈和兩個(gè)親水基。②疏水鏈可以是不同鏈長(zhǎng)的碳?xì)滏?。③親水基可以是陰離子型，如硫酸酯基、磺酸基、磷酸基和羧酸基等；也可以是陽(yáng)離子型，如季銨鹽、酰胺類和胺類等；或者為非離子型，如多元醇型、酚醚型和糖苷型等。同一分子中的兩個(gè)親水基可以不同。CP5其它類型的表面活性劑④根據(jù)間隔鏈的彎曲性，可分為剛性和柔性。前者包括較短的碳?xì)滏湥鐏喍妆交?、?duì)二苯代乙烯基和乙炔基等；后者包括較長(zhǎng)的碳?xì)滏?，如聚氧乙烯鏈、雜原子等。由于含有雜原子，間隔鏈的組成也不相同，其疏水和親水的能力也不同，又可將其分為疏水和親水兩類。⑤大部分粘彈性表面活性劑具有兩個(gè)相同的疏水鏈和親水基。還有同時(shí)具有3個(gè)或4個(gè)兩親成分的三聚體、四聚體等低聚表面活性劑。理論上三聚體或四聚體表面活性劑中不同頭基的組合比二聚體表面活性劑要多，然而目前還很少見到實(shí)例。CP5其它類型的表面活性劑3.粘彈性表面活性劑的性能特點(diǎn)研究表明，在保持每個(gè)親水基團(tuán)連接的碳原子數(shù)相等條件下，與傳統(tǒng)單鏈表面活性劑相比，粘彈性表面活性劑具有如下特征性質(zhì):⑴更易吸附在氣-液表面，從而有效地降低水溶液表面張力；CP5其它類型的表面活性劑粘彈性表面活性劑是通過化學(xué)鍵將兩個(gè)表面活性劑的離子頭基聯(lián)結(jié)起來，兩個(gè)離子頭緊密聯(lián)結(jié)，這種強(qiáng)的相互作用有效地阻止了離子頭基電荷的排斥作用，使極性基實(shí)現(xiàn)了更為緊密的排列，這種結(jié)構(gòu)使得碳?xì)滏滈g的疏水結(jié)合力得到加強(qiáng)，且離子頭基間的排斥力因受到化學(xué)鍵力的抑制而大大減弱，與普通表面活性劑相比，粘彈性表面活性劑在溶液表面上的排列更緊密，表面能更低，具有更高的表面活性。粘彈性表面活性劑的活性高，活性主要取決于兩個(gè)離子頭基緊密地聯(lián)在一起，同時(shí)又與其烷基鏈聯(lián)結(jié)的長(zhǎng)度和性質(zhì)有關(guān)。CP5其它類型的表面活性劑例如，剛性的較短聯(lián)結(jié)基的m-s-m(m-s-m表示粘彈性表面活性劑分子，其中m為疏水鏈碳原子數(shù)，s為連接基碳原子數(shù))季銨鹽型粘彈性表面活性劑，在表面吸附層中，其聯(lián)結(jié)基充分伸展；柔性的較長(zhǎng)聯(lián)結(jié)基的m-s-m季銨鹽型粘彈性表面活性劑，其聯(lián)結(jié)基發(fā)生扭曲，形成拱形，以使其分子間的排列更加緊密。CP5其它類型的表面活性劑⑵更易聚集生成膠團(tuán)粘彈性表面活性劑在水溶液中能形成一系列的聚集體：球狀膠束、橢球狀膠束、棒狀膠束、枝條狀膠束、線狀膠團(tuán)、雙層結(jié)構(gòu)、液晶和囊泡等。對(duì)于某種粘彈性表面活性劑，特定形狀聚集體的形成取決于兩親水基間的平衡距離、聯(lián)結(jié)基的疏水程度和彈性度，同時(shí)還受疏水鏈對(duì)稱度的影響。雖然粘彈性表面活性劑比單鏈表面活性劑更易在水中自聚，但是它降低水溶液表面張力的傾向遠(yuǎn)大于聚集生成膠團(tuán)的傾向，降低水溶液表面張力的效率是相當(dāng)突出的。如陰離子型粘彈性表面活性劑的臨界膠團(tuán)濃度(cmc)比相應(yīng)的單體表面活性劑低2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。CP5其它類型的表面活性劑⑶具有很低的Kraft點(diǎn)由于粘彈性表面活性劑具有兩個(gè)親水基，比相應(yīng)的單體表面活性具有更強(qiáng)的親水性，同時(shí)粘彈性表面活性劑由于含有兩條疏水鏈，特別是聯(lián)結(jié)基為柔性時(shí)，更易在水溶液表面吸附并形成膠團(tuán)，使其具有較低Kraft點(diǎn)。因此，與相應(yīng)的單體表面活性相比較，粘彈性表面活性劑具有更強(qiáng)的水溶性。CP5其它類型的表面活性劑⑷與傳統(tǒng)表面活性劑的復(fù)配能產(chǎn)生更大的協(xié)同效應(yīng)兩種表面活性劑混合體系協(xié)同效應(yīng)的存在，不僅取決于它們之間的相互作用的強(qiáng)度，還取決于混合體系中各組分表面活性劑的相關(guān)性質(zhì)。為使兩種表面活性劑產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，它們必須有相互吸引作用，而且它們的相關(guān)性質(zhì)差異不能太大。陽(yáng)離子粘彈性表面活性劑與普通陰離子表面活性劑混合時(shí)，在降低水的表面張力的效能和效率方面表現(xiàn)出顯著的協(xié)同效應(yīng)，與普通表面活性劑的復(fù)配體系相比一般可使cmc值降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。由于這種協(xié)同效應(yīng)，在實(shí)際應(yīng)用采用與普通廉價(jià)表面活性劑復(fù)配可以降低成本。CP5其它類型的表面活性劑⑸具有良好的增溶能力由于增溶作用只發(fā)生在臨界膠束濃度以上，而粘彈性表面活性劑的cmc比其相應(yīng)單體表面活性劑更低，即粘彈性表面活性劑在水溶液中更易形成膠團(tuán)，所以粘彈性表面活性劑對(duì)有機(jī)物的增溶能力更強(qiáng)。如m-s-m(m=8～16；s=2～6，8，10，12)季銨鹽型粘彈性表面活性劑，對(duì)其他有機(jī)物的溶解能力隨烷基疏水鏈長(zhǎng)度的增加面增大。這類表面活性劑對(duì)有機(jī)物的溶解能力，當(dāng)s=2～6時(shí)，隨聯(lián)結(jié)基長(zhǎng)度的增加而增大；當(dāng)s≥6時(shí)，隨聯(lián)結(jié)基長(zhǎng)度的增加而減小。CP5其它類型的表面活性劑⑹具有良好的流變性能

表面活性劑水溶液的流變性與其在水溶液中的聚集狀態(tài)密切相關(guān)。粘彈性表面活性劑的水溶液在低濃度時(shí)具有高的黏度，尤其是一些短聯(lián)結(jié)基的粘彈性表面活性劑的水溶液具有有趣的流變性。隨著較短聯(lián)結(jié)基的粘彈性表面活性劑水溶液濃度的增大，溶液黏度可增大6個(gè)數(shù)量級(jí)，但隨著水溶液濃度的進(jìn)步增大，溶液黏度反而減小。因?yàn)楸砻婊钚詣┓?離)子在水溶液中的聚集體結(jié)構(gòu)的顯著變化對(duì)溶液粘度有重大影響。隨著溶液濃度的增大，溶液中線狀膠團(tuán)互相纏繞形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此水溶液黏度增大；但隨著水溶液濃度的進(jìn)一步增大，溶液中線狀膠團(tuán)的有效長(zhǎng)度減小，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)遭到破壞，因此溶液黏度反而減小。CP5其它類型的表面活性劑4.粘彈性表面活性劑的制備⑴合成路線粘彈性表面活性劑的合成方法多樣，主要可歸屬為下述4種方法：①用連接基團(tuán)將兩個(gè)雙親體在頭基處鍵合起來，如兩個(gè)叔胺或其衍生物與α，ω——雙鹵化物(X-R'-X)反應(yīng)：CP5其它類型的表面活性劑②用連接基團(tuán)先將兩個(gè)尾鏈聯(lián)結(jié)起來，再接上(或形成)頭基．如采用二元醇二環(huán)氧甘油醚與長(zhǎng)鏈脂肪醇反應(yīng)，再與酸反應(yīng)：CP5其它類型的表面活性劑③用連接基團(tuán)先將頭基聯(lián)結(jié)起來，再接上尾鏈。如以乙二胺、氯乙酸鈉、月桂酰氯為原料，合成下列產(chǎn)物：CP5其它類型的表面活性劑④先合成一端的疏水鏈與頭基(或選用這樣的原料)，引入連接基團(tuán)后再加入另一端的頭基與疏水鏈。此法多用于不對(duì)稱粘彈性表面活性劑的合成，如：CP5其它類型的表面活性劑粘彈性表面活性劑分子的合成受反應(yīng)條件的影響很大，而粘彈性表面活性劑的分離提純往往也是其制備過程中的關(guān)鍵步驟之一。粘彈性表面活性劑分子的合成涉及較多的副反應(yīng)，常會(huì)產(chǎn)生一些疏水鏈或親水基團(tuán)與粘彈性表面活性劑分子相同的副產(chǎn)物，很難分離。由于粘彈性表面活性劑通常帶有電荷，用柱層析法時(shí)易被固定相吸附，分離效果不佳，因而主要的分離方法為萃取和重結(jié)晶。萃取和重結(jié)晶的溶劑選擇十分考究，常能決定實(shí)施萃取與重結(jié)晶的成敗，常用的溶劑為丙酮、乙醚、乙醇、乙酸乙酯、正己烷等及其混合溶劑。CP5其它類型的表面活性劑⑵陽(yáng)離子型粘彈性表面活性劑的合成方法①季銨鹽陽(yáng)離子型粘彈性表面活性劑陽(yáng)離子型粘彈性表面活性劑的研究文獻(xiàn)最多，幾乎占了粘彈性表面活性劑的2/3。主要是雙季銨鹽型，也有少數(shù)幾種其它類型。雙季銨鹽型的合成由叔胺、濃鹽酸、二溴代烷烴按2：1：1的摩爾比在乙醇中回流反應(yīng)3h，然后減壓蒸餾除去溶劑，在乙醇—乙酸乙酯混合溶劑重結(jié)晶3次，得到白色絮狀晶體即為產(chǎn)物。CP5其它類型的表面活性劑其合成路線如下：其中，x=3，4，6；m=12，14，16，18，n=12，14，16，18CP5其它類型的表面活性劑②醇醚鍵聯(lián)結(jié)型陽(yáng)離子粘彈性表面活性劑合成陽(yáng)離子粘彈性表面活性劑的第二種方法是先合成出含間隔基團(tuán)雙疏水鏈醇類化合物，然后與氯代叔胺縮合，脫去氯化氫，接上極性頭基，便得到以醚鍵作為間隔基的陽(yáng)離子粘彈性表面活性劑。以壬基酚和甲醛為原料，在催化劑作用下于80%縮合制得二(2羥基5壬基苯基)甲烷，與環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下反應(yīng)得到中間體(SM)，再與三乙醇胺鹽酸鹽在異丙醇溶液中于6O℃反應(yīng)，得到一種雙子表面活性劑。CP5其它類型的表面活性劑合成路線：CP5其它類型的表面活性劑③其它基團(tuán)聯(lián)結(jié)的陽(yáng)離子粘彈性表面活性劑除上述兩種基團(tuán)外，由酰胺基、酯基、苯基或多種基團(tuán)組合作為的間隔基團(tuán)，插入到兩個(gè)傳統(tǒng)的表面活性劑分子之間，將兩個(gè)親水基連接起來，也可以得到陽(yáng)離子粘彈性表面活性劑。CP5其它類型的表面活性劑以氯乙酰氯、乙二醇、長(zhǎng)鏈?zhǔn)灏窞樵?，合成了一系列含有酯基的季銨鹽粘彈性表面活性劑，合成路線如下：其中R=C12H25，C14H29，C16H33CP5其它類型的表面活性劑⑶陰離子型粘彈性表面活性劑的合成方法陰離子型粘彈性表面活性劑種