新型Gemini阳离子表面活性剂的合成及性能研究文献综述

文献综述

选题的目的和意义

随着社会发展和环境污染的需要，传统表面活性剂不能满足生产生活的需要。因此Gemini表面活性剂以优越的化学性能受到大量的关注和研究。Gemini表面活性剂是具有两条疏水链、两个亲水基和一个连接基团的新型表面活性剂。与传统表面活性剂相比，Gemini表面活性剂的表面活性要高出数个数量级。Gemini表面活性剂的合成过程复杂，原料价格昂贵，但是种类也丰富。作为一类重要的精细化工产品，表面活性剂在提高产品质量、降低生产成本等环节发挥着重大作用，工业需求量连年增长，已经被广泛应用到日化、轻工、纺织及石油等工业生产领域。[1]

国内外研究现状

本篇综述国内外阳离子Gemini表面活性剂的制备及应用，了解Gemini的发展过程及趋势，为阳离子Gemini表面活性剂的研究提供参考。

1971年Bunton[2]合成阳离子型Gemini表面活性剂以来，其研究不断深入，发展趋势不容忽视。1974 年,Deinega [3]等合成一组新型的具有Gemini表面活性剂结构特征的转移催化剂。1991年，美国Emory大学的Menger等合成一种以刚性间隔基连接离子头基的双烷烃链阳离子表面活性剂，并且根据其结构特征形象地命名为“GeminiSurfactants”(双子表面活性剂)。同年法国 Charles Sadron研究所的Zana小组研究一系列以亚甲基(—CH2—)n作为连接基团的Gemini季铵盐型阳离子表面活性剂的制备方法和物化性能，引起各国对Gemini表面活性剂的研究热潮。

在国内，1999年福州大学的赵剑曦[4]教授首次详细介绍Gemini表面活性剂的研究进展，引发我国学者的广泛兴趣。目前，国内针对Gemini表面活性剂研究最多的是阳离子型，已经报道的有:双烷烃链季铵盐阳离子型，含酯基的双季铵盐阳离子型，含苯环、杂环的阳离子型和具有特殊结构的阳离子型等。

目前合成的阳离子Gemini主要包括季铵盐、酰胺盐及含杂环等类型。

对称型alpha;,omega;-双烷基二甲基季铵盐阳离子Gemini表面活性剂结构相对简单,分离提纯较容易,产品性能优良,是近年来研究最多、应用最广的类型,个别品种已经有商品化产品问世。[5]。以亚甲基或带有羟基的亚甲基链为连接基团以亚甲基为连接基团的对称型alpha;,omega;-双烷基二甲基季铵盐阳离子Gemini表面活性剂的合成主要有 2种工艺路线:(1)以二溴取代烷烃和单长链烷基二甲基叔胺(烷基为直链,碳原子数为m)在溶剂中加热回流,进行季铵化反应.(2)1-溴长链烷烃和 N,N,N′,N′-四甲基烷基二胺在溶剂中加热回流,进行季铵化反应。

葛军[6]等以环氧氯丙烷为连接剂,油酸、二乙烯三胺为疏水和亲水基团的原料,合成一种阳离子咪唑啉季铵盐型双子表面活性剂。与单链咪唑啉季铵盐相比,双子型咪唑啉季铵盐具有更大的分子表面积,相同质量浓度下吸附会占据和覆盖更多的金属表面,同时,双咪唑啉环会形成更强的吸附力,所以具备更高的缓蚀效率。