合作客戶/
拜耳公司 |
同濟(jì)大學(xué) |
聯(lián)合大學(xué) |
美國(guó)保潔 |
美國(guó)強(qiáng)生 |
瑞士羅氏 |
相關(guān)新聞Info
-
> 便攜式自動(dòng)表面張力儀主要產(chǎn)品特征
> 太陽(yáng)電池污染效應(yīng)試驗(yàn),微量天平在其中起到什么作用
> 內(nèi)分泌物在膠束中的增溶作用——結(jié)論、致謝!
> 聚氧乙烯醚磺酸鹽類表面活性劑支鏈化可降低界面張力
> 表面張力儀分析氣潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑對(duì)緩解煤層水鎖效應(yīng)、解吸速率影響(一)
> 表面張力估算法測(cè)定29種常見低芳淺色礦物油的溶解度參數(shù)——結(jié)果與討論、結(jié)論
> 超微量天平用于壓電微泵的性能系統(tǒng)測(cè)試
> 為何礦泉水中的表面張力會(huì)比純凈水更大?
> 一體化生物復(fù)合乳液研制及在碳酸鹽巖體積加砂壓裂中的應(yīng)用(三)
> 央視CCTV13:普通石化類洗潔劑含有毒害物質(zhì)對(duì)身體危害極大
推薦新聞Info
-
> 一種可降解、抑制泡沫再生的消泡劑制備方法和應(yīng)用
> 非-陰離子型醇醚磺酸鹽表面活性劑降低魏崗原油的表面張力(二)
> 非-陰離子型醇醚磺酸鹽表面活性劑降低魏崗原油的表面張力(一)
> 鈦基量子點(diǎn)納米復(fù)合高性能解水鎖劑制備及表面張力測(cè)定
> 如何有效避免釹鐵硼磁體擴(kuò)散源成分偏析
> 東辛原油酸性活性組分油水界面張力、動(dòng)態(tài)界面擴(kuò)張流變性質(zhì)研究(二)
> 東辛原油酸性活性組分油水界面張力、動(dòng)態(tài)界面擴(kuò)張流變性質(zhì)研究(一)
> 3種典型清水劑對(duì)不同原油組分界面穩(wěn)定性、油滴聚并行為的影響(二)
> 3種典型清水劑對(duì)不同原油組分界面穩(wěn)定性、油滴聚并行為的影響(一)
> 5μL樣品測(cè)表面張力?超微量天平如何破解納米材料研發(fā)困局
聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度調(diào)控非離子Gemini表面活性劑的表面張力、接觸角(一)
來源:高等學(xué)?;瘜W(xué)學(xué)報(bào) 瀏覽 674 次 發(fā)布時(shí)間:2024-12-20
以2,5,8,11-四甲基~6-十二炔~5,8-二醇和環(huán)氧乙烷為原料,三乙胺為催化劑,合成了聚氧乙烯重復(fù)單元數(shù)分別為2,4,5和7的4種非離子Gemini表面活性劑(P1,P2,P3和P4)。通過傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和1H核磁共振波譜(1H NMR)對(duì)P1——P4的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,利用表面張力儀和接觸角測(cè)量?jī)x等研究了不同聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度對(duì)表面張力、臨界膠束濃度(cmc)、潤(rùn)濕性能、泡沫性能和乳化性能的影響。研究結(jié)果表明,隨著聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度的增加,表面活性劑的cmc逐漸增加,cmc處的表面張力(γcmc,mN/m)先減小后增大,P2的γcmc最小(27.19 mN/m)。此類非離子Gemini表面活性劑均展現(xiàn)出優(yōu)異的潤(rùn)濕性能,隨著聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度增加,其發(fā)泡量和乳化能力逐漸增加。此類具有低表面張力和出色潤(rùn)濕性能的非離子Gemini表面活性劑在半導(dǎo)體顯影和工業(yè)清洗等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
常見的表面活性劑由極性的親水基團(tuán)和非極性的親油基團(tuán)兩部分組成,能顯著降低目標(biāo)溶液的表面張力。根據(jù)親水基團(tuán)在水溶液中電離狀態(tài)的不同,分為陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑和非離子表面活性劑4類。表面活性劑具有潤(rùn)濕、乳化、分散、增溶、起泡或消泡等優(yōu)良的性能,廣泛應(yīng)用于洗滌劑、化妝品、藥物遞送、工業(yè)清洗和石油石化等領(lǐng)域,成為日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的化學(xué)品。
臨界膠束濃度(cmc)及在該濃度下的表面張力(γcmc,mN/m)是表征表面活性劑性能的重要參數(shù)。cmc小意味著在實(shí)際應(yīng)用中較小的表面活性劑添加量就可以有效降低目標(biāo)溶液的表面張力。因此,探究cmc和γcmc與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,可以為實(shí)現(xiàn)表面活性劑用量的精準(zhǔn)調(diào)控提供理論依據(jù),對(duì)于表面活性劑的實(shí)際應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。
非離子表面活性劑具有在水溶液中不電離、耐酸堿和穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。然而,傳統(tǒng)的非離子表面活性劑分子在界面處的排布不夠緊密,疏水作用較小,不利于在低濃度下形成膠束,導(dǎo)致其較差的表面活性,這極大地限制了傳統(tǒng)非離子表面活性劑的應(yīng)用。在光刻膠顯影領(lǐng)域,由于曝光后光刻膠表面形成微結(jié)構(gòu),添加傳統(tǒng)非離子表面活性劑的顯影液由于過大的表面張力和較弱的潤(rùn)濕性能,使得顯影液與光刻膠之間接觸不充分,在顯影過程中出現(xiàn)弱顯或不顯,導(dǎo)致芯片生產(chǎn)的良率低等問題。在能源采集領(lǐng)域,傳統(tǒng)表面活性劑無法實(shí)現(xiàn)超低界面張力及快速改善巖石基質(zhì)親水性能,從而造成了油藏資源的浪費(fèi)。在工業(yè)清洗領(lǐng)域,表面活性劑的低潤(rùn)濕性會(huì)阻礙清洗劑與基質(zhì)表面的污染物之間的接觸,從而影響產(chǎn)品的清潔效率。
Gemini表面活性劑是由兩個(gè)親水基團(tuán)和兩個(gè)疏水基團(tuán)經(jīng)聯(lián)接基共價(jià)連接在一起的表面活性劑。雙親水雙疏水的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使Gemini表面活性劑比傳統(tǒng)的單鏈表面活性劑具有更高的降低表面張力的能力、極低的cmc及優(yōu)異的潤(rùn)濕性能等。Gan等通過D-葡萄糖、環(huán)氧氯丙烷和長(zhǎng)鏈脂肪醇合成了不同烷基鏈長(zhǎng)的新型葡萄糖基Gemini表面活性劑,并利用其組裝出載有白藜蘆醇的囊泡,展現(xiàn)出在藥物遞送領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。Zhu等使用非離子Gemini表面活性劑Surfynol®485成功制備了微乳液捕獲劑,該捕獲劑在煤泥浮選中的效率高達(dá)69.70%.Shaban等成功合成了3種聚乙二醇基非離子Gemini表面活性劑,可有效調(diào)控銀納米粒子的制備及催化活性。盡管非離子Gemini表面活性劑的研究已經(jīng)取得較大進(jìn)展,然而其類型依然較少,結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系仍尚不明確。因此,探究非離子Gemini表面活性劑結(jié)構(gòu)與cmc和γcmc之間的關(guān)系,對(duì)于推進(jìn)表面活性劑在半導(dǎo)體顯影、能源采集和工業(yè)清洗等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用有重要意義。
本文以2,5,8,11-四甲基~6-十二炔~5,8-二醇為母體,在三乙胺的催化作用下與環(huán)氧乙烷(EO)通過開環(huán)反應(yīng)合成出4種具有不同聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度的非離子Gemini表面活性劑P1,P2,P3和P4[聚氧乙烯重復(fù)單元數(shù)(n)分別為2,4,5和7],合成路線如Scheme 1所示,2,5,8,11-四甲基~6-十二炔~5,8-二醇的烷基鏈為疏水基團(tuán),聚氧乙烯鏈為親水基團(tuán),通過調(diào)節(jié)聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度來調(diào)控表面活性劑的親/疏水性能。
結(jié)果表明,在相同濃度下,隨著聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度的增加,表面活性劑的親水性增加,導(dǎo)致cmc逐漸增大;γcmc隨聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度的增加先減小后增大,其中P2的γcmc最低(27.19 mN/m),具有優(yōu)異的表面活性。此外,隨著聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度的增加,表面活性劑的接觸角和發(fā)泡量逐漸增加,乳化能力逐漸增強(qiáng)。在10 mmol/L的濃度下,表面活性劑在疏水聚四氟乙烯(PTFE)表面上的接觸角最低為48°,展現(xiàn)了出色的潤(rùn)濕性。因此,本文合成的Gemini表面活性劑在降低表面張力的同時(shí)具有優(yōu)異的潤(rùn)濕性能,在半導(dǎo)體顯影和工業(yè)清洗等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。