有機(jī)硅離子液體型表面活性劑的合成與性能研究.pdf

1、近年來(lái)各種類型、各種功能的離子液體被設(shè)計(jì)合成,其應(yīng)用也滲透到各個(gè)領(lǐng)域。本論文通過(guò)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),將有機(jī)硅氧烷引入到子液體中,通過(guò)兩步法合成了兩類結(jié)構(gòu)新穎的有機(jī)硅功能離子液體型表面活性劑:三硅氧烷咪唑離子液體([Si(3)Mim]Cl)和三硅氧烷吡啶離子液體型([Si(3)Py]Cl),并初步研究了它們?cè)谒芤褐械奈锘阅芎途奂袨椤?br>　　通過(guò)氯丙基甲基二甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷制備了中間體氯丙基三硅氧烷([Si(3)Cl),考察了

2、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和催化劑種類和用量對(duì)產(chǎn)率的影響。優(yōu)化的工藝條件為:反應(yīng)時(shí)間為2 h,反應(yīng)溫度為60℃,催化劑為濃硫酸,催化劑用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的5％,投料比(氯丙基甲基二甲氧基硅烷:六甲基二硅氧烷)為1:5。合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)通過(guò)FT-IR,1H-NMR和13C-NMR得到了確定。
　　通過(guò)[Si(3)Cl]與1-甲基咪唑季銨化反應(yīng),制備了三硅氧烷咪唑離子液體型表面活性劑([Si(3)Mim]Cl),優(yōu)化了反應(yīng)工藝條件,并利用FT-

3、IR,1H-NMR和13C-NMR分析了產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)。應(yīng)用表面張力儀、電導(dǎo)率儀、透射電子顯微鏡(TEM)、動(dòng)態(tài)光散射(DLS)、X射線衍射儀(XRO)、變溫偏光顯微鏡(POM)和微機(jī)差熱天平等儀器研究了[Si(3)Mim]Cl的表面活性、聚集行為、相轉(zhuǎn)變和熱性能。結(jié)果表明:[Si(3)Mim]Cl具有較高的表面活性,臨界膠束濃度和最低表面張力分別為15.5 mmol/L和24.0 mN/m;當(dāng)濃度超過(guò)cmc后可以形成尺寸分別在20-2

4、50 nm之間的膠束;DTA表明這個(gè)化合物在175℃之前具有較好的熱穩(wěn)定性;DSC和POM結(jié)果確認(rèn)了熱轉(zhuǎn)變過(guò)程熱致液晶近晶相的形成。
　　利用[Si(3)Cl]與吡啶進(jìn)行季銨化反應(yīng),制備了三硅氧烷吡啶離子液體型表面活性劑([Si(3)Py]Cl),通過(guò)單因素對(duì)反應(yīng)的影響因素進(jìn)行了研究,確定了最佳的工藝條件。分析了產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu),測(cè)定了其表面活性、聚集行為、相轉(zhuǎn)變和熱性能。結(jié)果表明:[Si(3)Py]Cl也具有高表面活性,其臨界膠束