烷基二苯醚二磺酸鈉的合成、聚集體系及應(yīng)用性能研究.pdf

1、烷基二苯醚二磺酸鈉（ADPODS）是一類在結(jié)構(gòu)和性能上有別于傳統(tǒng)表面活性劑的多功能性雙親水基型陰離子表面活性劑，具有卓越的表面化學(xué)性能及應(yīng)用性能。 本論文通過一系列的實驗，合成了系列烷基二苯醚二磺酸鈉表面活性劑（C<,6>-MADS、C<,12>-MADS、C<,16>-MADS、C<,12>-DADS）；研究了烷基二苯醚二磺酸鈉的膠團聚集體系及表面活性；研究了傳統(tǒng)表面活性劑（LAS、DTAC、DDAO）及聚乙二醇與烷基二苯醚二

2、磺酸鈉的復(fù)配性能；測定了烷基二苯醚二磺酸鈉在固液界面上的吸附行為；測定了其水溶液的界面張力性能，C<,12>-DADS復(fù)配體系可達到3.01×10<'-3>mN／m的超低油-水界面張力；測定了增溶多環(huán)芳烴的能力，證明是適合于受污染土壤修復(fù)的優(yōu)良表面活性劑品種：論文應(yīng)用分子模擬對烷基二苯醚二磺酸鈉的產(chǎn)物構(gòu)成進行了分析；考察了該類表面活性劑的生物降解性能。主要工作和實驗結(jié)果如下： 1 在實驗室條件下合成了系列烷基二苯醚二磺酸鈉，對

3、其結(jié)構(gòu)進行了鑒定，并對影響反應(yīng)的因素進行了分析討論，優(yōu)化了合成條件。 2 經(jīng)計算顯示烷基二苯醚二磺酸鈉在水溶液中的離子強度是傳統(tǒng)陰離子表面活性劑（如LAS、SDS等）的3倍，因此其離子頭基的電負性及離子頭基之間的電性排斥力遠大于傳統(tǒng)陰離子表面活性劑。 3 測定了合成樣品的表面化學(xué)性能，合成樣品在質(zhì)量分數(shù)高達0.1的無機酸、無機堿及無機鹽溶液中表面化學(xué)性能穩(wěn)定，同時顯示出優(yōu)良的乳化性能和硬水條件下的去污洗滌性能。

4、 4 采用分子熒光探針法測定了C<,12>-MADS與C<,16>-MADS的膠團聚集數(shù)（N<,m>），在一定的表面活性劑溶液濃度（1.25×10<'-2>～1.10×10<'-1>mol·L<'-1>）范圍內(nèi)，N<,m>隨濃度的增大而線性增大；體系溫度和NaCl濃度對N<,m>的影響極小；膠團內(nèi)核的微極性明顯大于傳統(tǒng)陰離子表面活性劑。 5 在一定的NaCl濃度下，隨著體系溫度的升高（298.0～318.0K），C<,16

5、>-MADS溶液的臨界膠團濃度略有增大，表面極限吸附量降低。臨界膠團濃度隨NaCl濃度（0.00～0.50mol·L<'-1>）的增大而明顯降低，但最低表面張力基本未變化。計算了不同NaCl濃度下的膠團熱力學(xué)函數(shù)，膠團形成可自發(fā)地進行且主要是熵驅(qū)動過程。 6 正規(guī)溶液理論完全適用于C<,16>－MADS/LAS、C<,16>－MADS/DTAC和C<,16>－MADS/DDAD二元混合復(fù)配體系。三種復(fù)配體系都具有降低表面張力效

6、率的協(xié)同效應(yīng)；C<,16>－MADS/LAS復(fù)配體系具有形成膠團能力的協(xié)同效應(yīng)。 7 在C<,16>－MADS/PEG復(fù)配體系中，C<,16>－MADS/PEG形成“復(fù)合物”的PEG相對分子質(zhì)量閾值明顯小于傳統(tǒng)陰離子表面活性劑（SDS、AS）/PEG的作用閾值。形成“復(fù)合物”的推動力主要是C<,16>－MADS的極性頭基周圍與大分子PEG的極性基間的靜電相互作用或離子—偶極作用。C<,16>－MADS/PEG復(fù)配體系的比飽和“

7、吸附”量為一基本定值。體系溫度升高將不利于“復(fù)合物”的形成；NaCl電解質(zhì)的加入有利于“復(fù)合物”的形成。 8 烷基二苯醚二磺酸鈉在高嶺土上的吸附是通過靜電和親油性的相互作用，屬于雙分子層的兩階段吸附。NaCl的加入促使烷基二苯醚二磺酸鈉在高嶺土上的吸附量呈現(xiàn)增加趨勢；少量NaOH（0.005～0.01mol·L<'-1>）加入使其吸附量有所降低，而過量NaOH（0.10～0.40mol·L<'-1>）加入對吸附量的影響與NaC

8、l的作用類似。 9 C12－MADS復(fù)配體系的油一水界面張力可達到4.00×10<'-2>mN/m的低界面張力；C<,12>－DADS復(fù)配體系的油一水界面張力可達到3.01×10<'-3>mN/m的超低界面張力。其優(yōu)越的性能亦表明C<,12>－MADS與C<,12>－DADS是三次采油的適合表面活性劑品種。 10 烷基二苯醚二磺酸鈉鹽在硬水條件下具有優(yōu)良的增溶多環(huán)芳烴的能力，尤以長烷基鏈的C<,16>－MADS最佳。