一种基于含羟基基团的双子表面活性剂的粘弹体系制造技术

本发明专利技术公开了一种基于含羟基基团的双子表面活性剂的粘弹体系，属于表面活性剂技术领域。本发明专利技术将三种十二烷基聚氧乙烯醚与含羟基基团的双子表面活性剂复配后获得具有良好粘弹性的溶液，结果显示C

A viscoelastic system based on Gemini surfactants containing hydroxyl groups

The invention discloses a viscoelastic system based on Gemini surfactant containing hydroxyl groups, which belongs to the technical field of surface active agent. The invention combines three kinds of twelve alkyl polyoxyethylene ether with a Gemini surfactant with hydroxyl groups to obtain a solution with good viscoelasticity, and the result shows that C

【技术实现步骤摘要】
一种基于含羟基基团的双子表面活性剂的粘弹体系
本专利技术涉及一种基于含羟基基团的双子表面活性剂的粘弹体系，属于表面活性剂

技术介绍
双子(Gemini)表面活性剂，是通过一个联接基将两个传统表面活性剂分子在其亲水头基或接近亲水头基处连接在一起而形成的一类新型表面活性剂。由于其结构的特殊性，双子表面活性剂表现出了许多常规表面活性剂所不具备的独特性能，因而具有很强的应用潜力。Gemini表面活性剂具有较好的增溶作用、润湿作用、发泡作用和皂化分散能力，可以广泛应用于日化行业、食品工业及三次采油等各个领域，除此之外，在一些特殊领域，如可以作为制备纳米材料的模板剂和抗粘接剂；治理污水与土壤；杀菌消毒作用；基因转染；抑制金属腐蚀；采油及精细化工等。当Gemini表面活性剂的结构中引入特殊的基团，如羟基时，可以改变Gemini表面活性剂的自组织形貌，如可以形成蠕虫状胶束。蠕虫状胶束是指表面活性剂沿非轴向一维增长形成的热力学平衡态聚集体。蠕虫状胶束溶液在油田上有广泛的应用，如作为油田压裂液，增稠剂等，还可以应用于流体输送的降阻剂，除此之外，蠕虫状胶束溶液在清洁产品和化妆品领域也有广泛的应用。然而，形成蠕虫状胶束的条件通常非常苛刻，一般需要特殊结构的表面活性剂，Gemini表面活性剂利用自身结构的优势辅以特殊的基团可以形成蠕虫状胶束，然而，通常情况下，形成的这种蠕虫状胶束粘弹性不够高或稳定性不好，如容易浑浊等。为了解决这一问题，可以尝试往Gemini表面活性剂溶液中添加盐类，添加盐类之后形成的蠕虫状胶束的粘弹性更好，而且，改变盐的种类可以形成不同长度的蠕虫状胶束。在之前的研究中，专利技术人将有机盐邻羟基苯甲酸钠(o-ph-ONa)、间羟基苯甲酸钠(m-ph-ONa)、对羟基苯甲酸钠(p-ph-ONa)与含羟基基团的Gemini阳离子表面活性剂溶液复配后获得具有良好粘弹性的溶液，其中使用邻羟基苯甲酸钠与Gemini阳离子表面活性剂按照摩尔比为8:25复配，体系的零剪切粘度达到237.14Pa·s。然而，这种基于Gemini阳离子表面活性剂的弹性溶液的粘弹性和稳定性还有待进一步提高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于含羟基基团的双子表面活性剂的粘弹体系；所述粘弹体系是将含羟基基团的双子表面活性剂与十二烷基聚氧乙烯醚进行复配得到的；其中，所述含羟基基团的双子表面活性剂的分子结构式如(1)：所述十二烷基聚氧乙烯醚为C12EO2、C12EO3、C12EO4。其中C12EO2的结构是：C12EO3的结构是：C12EO4的结构是：在一种实施方式中，十二烷基聚氧乙烯醚C12EO3与双子表面活性剂的摩尔比为1.3～2.0。在一种实施方式中，十二烷基聚氧乙烯醚C12EO3与双子表面活性剂的摩尔比为1.6。在一种实施方式中，所述粘弹体系的制备是将一定摩尔比的十二烷基聚氧乙烯醚C12EO3与双子表面活性剂混合，然后在40～50℃下搅拌3～7h。在一种实施方式中，是将浓度为50～80mM的双子表面活性剂与十二烷基聚氧乙烯醚C12EO3混合。在一种实施方式中，是将浓度为50mM的双子表面活性剂与十二烷基聚氧乙烯醚C12EO3混合。在一种实施方式中，所述十二烷基聚氧乙烯醚C12EO3的合成路线：在一种实施方式中，所述十二烷基聚氧乙烯醚C12EO3的制备方法具体是：(1)合成：将2mol三甘醇加到烧瓶中，搭上回流冷凝管，在磁力搅拌下，通入氮气保护，保证反应器的温度55℃左右，0.5mol金属钠逐批加入，等到金属钠在溶液中全部融化反应后，将温度升高到75℃，等反应温度稳定后，再向混合溶液中加入溶剂，充分混合搅拌回流1h，然后继续升温至85℃，再向反应体系中逐滴滴加0.25mol1-溴代十二烷，85℃下恒温16h，停止反应；(2)提纯：等到反应结束后冷却至室温；除去溶剂后的体系用无水乙醚和去离子水洗涤，混合均匀后使其分层，分液除去下层(三乙二醇钠和未反应的三乙二醇混合物)，收集有机上层的溶液，去离子水洗后，用无水MgSO4干燥5h后，抽滤，得滤液，除去无水乙醚；经减压蒸馏得到最终产品C12EO3。本专利技术还要求保护所述粘弹体系的应用。在一种实施方式中，所述应用，包括在日化行业、食品工业、三次采油等领域中的应用。在一种实施方式中，所述应用还包括制备纳米材料的模板剂和抗粘接剂、治理污水与土壤、杀菌消毒作用、基因转染、抑制金属腐蚀、采油及精细化工等。本专利技术的有益效果：本专利技术将三种十二烷基聚氧乙烯醚与含羟基基团的双子表面活性剂复配后获得具有良好粘弹性的溶液，结果显示C12EO3/12-3(OH)-12体系具有很好的粘弹性，当十二烷基聚氧乙烯醚C12EO3与双子表面活性剂的摩尔比为1.6时，粘弹体系的零剪切粘度η0达到最高点2030Pa·s。在C12EO3与双子表面活性剂的摩尔比为1.3～2.0的范围内，得到的粘弹溶液稳定性好、保持澄清且粘弹性好。附图说明图1为实施例2的产品在DMSO中测得的1HNMR图；图2为C12EO2/12-3(OH)-12复配体系在不同摩尔比β时溶液粘度随剪切速率的变化曲线图；图3为C12EO3/12-3(OH)-12复配体系在不同摩尔比β时溶液粘度随剪切速率的变化曲线图；图4为C12EO4/12-3(OH)-12复配体系在不同摩尔比β时溶液粘度随剪切速率的变化曲线图；图5为C12EO2/12-3(OH)-12、C12EO3/12-3(OH)-12和C12EO4/12-3(OH)-12复配体系的零剪切粘度η0随着不同摩尔比β的变化曲线图。具体实施方式粘弹性质测试流变性能的测试使用的是美国TA公司DHR-2流变仪，所用的是锥板，其直径是40mm，2°的锥角，测试过程锥板与平台间隙固定为48μm，测试的温度也都控制在25℃。样品测试时在平台上恒温5min，再对样品进行扫描。实施例1:12-3(OH)-12的制备将1,3-二溴-2-丙醇(10.0g，0.046mol)，N,N-二甲基十二胺(21.6g，0.102mol)和100mL无水乙醇加入装有回流冷凝管的反应器中，加热回流，搅拌48h，反应后旋转蒸发除去乙醇，得到黄色粘稠状液体，所得粗产物4等分移入4支50mL离心管中，分别加入30mL无水乙醚洗涤3次，离心，倒去上层清液。然后用乙醇/乙醚在离心管中重结晶5次，将离心管放入真空干燥箱干燥48h，得白色固体产物10.8g，产率65％。实施例2:C12EO3的合成合成：将300.3g(2mol)三甘醇一次加到1000mL装有温度计的烧瓶中，搭上回流冷凝管，在磁力搅拌下，体系需要通入氮气保护，升高反应器的温度，保证55℃左右恒温，11.5g(0.5mol)金属钠逐批加入，等到金属钠在溶液中全部融化反应后，将温度升高到75℃，等反应温度稳定后，再向混合溶液中加入溶剂(250mLTHF)，充分混合搅拌回流1h，然后继续升温至85℃，再向反应体系中逐滴滴加62.3g(0.25mol)1-溴代十二烷，85℃下恒温16h，停止反应。提纯：等到反应结束后，除去热源，将混合溶液转移至单口瓶后，冷却至室温。用旋转蒸发仪除去THF，旋蒸后的体系用无水乙醚去离子水洗涤，混合均匀后使其分层，分液除去下层(三乙二醇钠和未反应的三乙二醇混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于含羟基基团的双子表面活性剂的粘弹体系，其特征在于，所述粘弹体系是将含羟基基团的双子表面活性剂与十二烷基聚氧乙烯醚进行复配得到的；其中，所述含羟基基团的双子表面活性剂的分子结构式如(1)：

【技术特征摘要】
1.一种基于含羟基基团的双子表面活性剂的粘弹体系，其特征在于，所述粘弹体系是将含羟基基团的双子表面活性剂与十二烷基聚氧乙烯醚进行复配得到的；其中，所述含羟基基团的双子表面活性剂的分子结构式如(1)：所述十二烷基聚氧乙烯醚为C12EO2、C12EO3、C12EO4。2.根据权利要求1所述的粘弹体系，其特征在于，所述十二烷基聚氧乙烯醚为C12EO3，其结构是：3.根据权利要求1所述的粘弹体系，其特征在于，十二烷基聚氧乙烯醚C12EO3与双子表面活性剂的摩尔比为1.3～2.0。4.根据权利要求1所述的粘弹体系，其特征在于，十二烷基聚氧乙烯醚C12EO3与双子表面活性剂的摩尔比为1.6。5.根据权利要求1所述的粘弹体系，其特征在于，所述粘弹体系的制备是将一定摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴晓梅，张群，李文楷，叶晨，张佳瑜，宋冰蕾，崔正刚，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32