胶体化学原理方法和应用课程论文

1、胶体化学原理方法和应用课程论文一、感想在胶体化学原理方法和应用的课上，我们主要学习了胶态分散体导论、胶态 体系中的电荷、胶体稳定性、表面活性剂在界面处的聚集与吸附、微乳液、聚合 物和聚合物溶液、界面上的聚合物、聚合物对胶体稳定性的影响、表面的湿润、 实用流变学、散射与反射技术。所学的这些知识都对我今后的课题及实验打下了必备的基础，尤其在专业词 汇方面冇了较大进步。我的实验方向为甜菜碱类表面活性剂的合成。在胶体化学 原理方法和应用的课上所学习的表面活性剂的种类及性质为我以后实验中合成 表面活性剂提供了宝贵的思路与灵感，比如可以将m个的甜菜碱表面活性剂合成 双子表面活性剂以提高其表面活性。在本课中

2、所学习的胶体分散体系基本原理、 性质，胶体与界面德稳定性、表面活性剂吸附与聚结等相互作用等知识点让我学 会了胶体与表面活性剂的基本原理，为我今后研究表面活性剂的动力学、热力学 原理打下了基础。最后所学习的小角中子散射为研究表面活性剂的结构提供了表 征方法。总之，胶体化学原理方法和应用这门课让我受益匪浅。二、甜菜碱表面活性剂1、简介甜菜碱型两性表面活性剂最早是由kruger从甜菜中分离出来的一种天然产 物切。1876年，bruhl把结构类似天然产物的化合物命名为“甜菜碱心。甜菜碱 是两性农面活性剂的主要类型，因其结构中同吋带有阴离子和阳离子基i才i,在酸 性溶液屮呈现阳离子型表面活性的特征，在碱

3、性溶液屮又呈现阴离子型表面活性 剂的特征。它们不易受无机电解质的影响，又无浊点现象.而h无论吸附到正电 荷还是负电荷的界面上都不会形成疏水表面。上述特点使其在许多领域有优丁其他农面活性剂的性能，如极好的耐硬水性、 低毒、具有极佳的协同增效作用，良好的抗静电、防霉、杀菌、防腐、易于生物 降解、刺激性低。在较宽的ph范围内具有良好的表面活性以及与其它类型的表 面活性剂有良好的复配性。因此甜菜碱表面活性剂广泛应用于日常用品工业及 采汕业冋。2、甜菜碱型表面活性剂的种类及合成2.1竣基甜菜碱的合成2.1.1 a-长链烷基甜菜碱以天然脂肪酸为反应原料，经溟代反应后，进而与三甲胺反应制得纯发较咼 的a烷基

4、甜菜碱型两性表而活性剂9。其合成路线为：ch3(ch2)nch2cooh + br2 一2(ch»nch3(ch2)ncchnhcoo-chsch3(ch3)3nhbr也可以易得的脂肪酸为原料，在氯磁酸作用下与c12反应得中间体-氯代脂 肪酸，进而与短链叔胺反应合成得系列烷基甜菜碱表面活性剂。该反应原料成本 低廉，合成路线简易，因而可大幅度降低两性表面活性的生产成本。其合成 路线如下所示。ciso3h/o2ch3(ch2)9ch2cooh + ci2 c1ch3(ch2)9chcooh2ch3)jn .ch3(ch2)ghcoo-ch3 n ch3十(ch3)3nhc1cbr i c

5、h3(ch2)nchcooh2.1.2 n长链烷基甜菜碱国内口前以长链叔胺与氯乙酸钠合成n长链烷基甜菜碱两性表面活性剂, 其中应用较为广泛的十二烷基甜菜碱合成路线如下：ci2h25 n - clch2coona c12h2<- nch2coo +nacliich3ch3合成系列的烷基甜菜碱型两性表面活性剂可改变烷基碳链的长度，徐进云等 在碱性条件下以i八烷基叔胺及氯乙酸钠为原料经季钱化反应合成十八烷基甜 菜碱，得到比较优化的工艺条件，其乳化性能、抗静电性能和润湿性能均优于短 链的i 二烷基甜菜碱。其合成路线如下：c1ch2cooh 一 naoh c18h37 n + cich2coona

6、ch3clch2coona + h°oc18h3t- nch2coo + nacl ich42.1.3烷基酰胺基甜菜碱烷基酰胺甜菜碱是由脂肪酸及伯一叔型二胺经酰胺化反应合成中间体叔胺, 进而与氯乙酸钠经季鞍化反应合成。其合成路线如下：rcox +nh2(ch2)nn(ch3)2hxrconh(ch2)nn(ch3)2ch3 p icich2coona rconh(ch2)nn chocoo31ich32.2磺基甜菜碱的合成磺基甜菜碱分了结构中既具有强酸根基团，乂有季钱盐阳离了极性基，是一 种较为典型的季钱内盐型两性表面活性剂。其具有两性表面活性剂的所有优点, 能耐温、高浓度酸、盐、碱

7、等，并有良好的乳化性、分散性和抗静电性及有一定 的粘弹性，是一类性能优异的甜菜碱两性表面活性剂。221磺基烷基甜菜碱在合成磺基甜菜碱表面活性剂中，长链烷基叔胺与内磺（丁磺）内酯的反应最 佳，郑延成等合成十二烷基磺基甜菜碱（sb12）与阴离了表面活性剂有良好的协同 增效作用，但由于丙磺（丁磺）内酯对人体健康有潜在危害性、价格高、易爆，所 以难以大规模的生产应用巾。其合成路线如下：ch2 ch2rn(ch3)2ch2ch2ch2sojrn(ch3)2 + i xso2ch2 o /222疑基磺基甜菜碱鉴于丙磺（丁磺）内酯的危害性，国内外的科研人员致力于研究出其替代品。 以环氧氯丙烷及亚硫酸钠替代丙

8、磺内酯为反应原料，进而与十二烷基二甲基叔胺 反应合成的十二烷基梵基磺基甜菜碱有较好的润湿性，优良的泡沫力和泡沫稳定 性及优异的钙皂分散力。其合成路线如下：so3nanahso3 + ch;chch2c1 *so3naci2h25n(ch3)2+ h2chch2c1ohc12h25n(ch3)2ch2ch(oh)ch2sch2.3 gemini甜菜碱两性农面活性剂gemini甜菜碱表面活性剂是一类新型高效表面活性剂，对其的研究已经引起 人们的广泛重视。周天华等合成了两个离子头基中变化不同长度联接链的磺基甜 菜碱型两性表面活性剂(c6h33)2n*ch3(ch2)nso3-(n=2, 3, 4,

9、6),该类表面活性 剂的热稳定性良好。胡志勇等以三聚氯氧、脂肪胺、n, n二甲基丙二胺、二 元胺以及氯乙酸钠为原料，通过三步亲核取代反应和一步季钱化反应，合成了新 型gemini甜菜碱表面活性剂。该类表面活性剂其润湿性能、乳化性能和钙皂分散 性能明显好于十二烷基甜菜碱，具有低的krafft点和较高的熔点，增大了其应用 范围12-14o其合成路线如下所示。/onaohr-c-oh+ nh2ch2a<2ch2n(ch3)2 /0r-c-nhch2ch2ch2n(ch3)2so3nach2chch2c1iohnaohch3/olr-c-nhch2ch2ch2n 一 ch2chch2so/ +

10、nacich3 ohnhrcjrhnrhn，厂n, ncicidrhnnhrclch2coonanh2(ch2)n(ch3)2 n尸« n >-nh(2)jnnh< 尸nh(ch2)3n(ch3)2nh(ch2)3n(ch4nhrnhrn z-nh(ch2)mnh ( ni 3% n一oocch2 nch2ch2ch2hnnhcchjchjn 一 ch2cooch3ch33、曼尼希反应合成表面活性剂曼尼希反应，乂称胺甲基反应，是从20枇纪初逐步发展起來的一个重要有机 反应，它是以德国化学家carl ulvich franz mannich的名字命名的何。竣酸的曼 尼希反应

11、通式如下所示：r-ch2-c +、0hhohch+hn(ch3)2-h20omannich or aminomethylationn/ ch3 ch3口 j以通过以下反应合成甜菜碱表面活性剂+ naci参考文献1 王世荣，李祥高，刘东志.表而活性剂化学m.北京：化学工业出版社.2005.12 冯练亭，陈均志.甜菜碱型两性表面活性剂的类型、合成及研究进展j.中国 洗涤用品工业.2005. 6. 39-413 梁梦兰，表面活性剂和洗涤剂制备性质应用m北京：科学技术文献出版 杠.1990.1964 高战备，丁红霞.甜菜碱型表面活性剂的合成为应用j.中国洗涤用品工 业.2008.2.72-74.5 w

12、ang d m, cheng j c, wu j z, et al. summary of asp pilots in daqing oil fieldcthe asia pacific improved oil recovery conference, 2526 october 1999, kuala lumpur, malaysia： spe 57288.6 zhang i, luo l, zhao s, et al. effect of different acidic fractions in crnde oil on dynamic interfacial tensions insu

13、rfactant alkali model oil systemsfj. j. petro. sci. eng., 2004, 41： 189198.7 chu y p, gong y, tan x l, et al. studies of synergism for lowering dynamic interfacial tension in sodium _ n一alkydnaphthalene sulfonate alkali acidic oilsystemsfj 卩oumal of colloid and interface science, 2004, 276： 182一187.

14、8 zhang s, xu y, qiao w, et al. interfacial tensions upon the addition of alcohols to phenylalkanesulfonate monoisomer systemsj. fuel, 2004, 83： 2059一2063.9 郭东红，辛浩川.新型耐温耐盐表血活性剂驱油体系的研究j楷细石油化工 进展.2003.4(10)： 13.10 梁刚，方云.长链烷基甜菜碱无溶剂法工艺研究d.江苏：江南人学，2011.11 郑云川，赵立强.粘弹性表面活性剂胶束酸在砂岩储层分流酸化中的应用 j.石油学报.2006.6(27)： 9499.12 zaitoun a, fonseca c, berger p, et al. new surfactant for chemical flood in high一salinity reservoircthe international symposium on oilfield chemistry, 57 february 2003, houston, texas, usa： spe 80237.13 chen h, han l, luo p, et al. the ultr