【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精细化工领域，具体涉及到一种可降解的双子型甜菜碱表面活性剂及其制备方法。
技术介绍
1、表面活性剂是一种重要的精细化工产品，素有“工业味精”之称。随着社会的发展，环境问题的日益突出，表面活性剂“绿色化、功能化、高质化、高值化”的呼声越发高涨。然而，同时兼具高界面活性、可降解性等多种功能的表面活性剂依然较少。
2、甜菜碱型表面活性剂是一种以甜菜碱为基础的表面活性剂，分子中含有季铵盐型阳离子部分和带负电离子组成的两性离子表面活性剂，阴离子部分通常是羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐等，阴阳离子两部分电荷相互作用构成内盐。因此，在其等电点区域范围不会出现溶解度骤然下降而产生沉淀的现象。甜菜碱表面活性剂的特殊结构造就了其具有优异的性能，如具有较好的抗硬水能力、抗菌性、良好的生物相容性、低刺激性、良好的发泡性等。此外，甜菜碱表面活性剂还具有良好的抗紫外线性能，可以有效地防止液体中的有机物质被紫外线破坏；其较低的油水界面张力特性运用到石油开采，将对提高油藏驱油效率有着巨大价值。由于这些独特的结构和性质，在各个领域中都有着广泛的应用。
3、与传统单一表面活性剂相比，双子型表面活性剂具有较低的临界胶束浓度(cmc)、良好的增溶性、更低的krafft点以及优秀的抗沉积、钙皂分散性等。双子型甜菜碱表面活性剂则能够融合双子表面活性剂和甜菜碱表面活性剂的优良特性，既具备高的表面活性、优异的协同效应，又具备耐硬水性、易于生物降解、毒性小等特点，在渗吸采油、泡沫排水等众多领域具有较大的应用潜力。
4、然而，
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种可降解的双子型甜菜碱表面活性剂。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种可降解的双子型甜菜碱表面活性剂，所述双子表面活性剂的结构如式(1)所示：
5、
6、其中，r1为饱和的烷基cnh2n+1、饱和的烷基酰胺丙基cn-1h2n-1conhch2ch2ch2、不饱和的烷基酰胺丙基cn-1h2n-3conhch2ch2ch2中的任意一种，其中，n＝10～20；
7、r2为甲基、乙基、丙基中的任意一种。
8、本专利技术的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，包括，
9、制备羟丙基磺基甜菜碱：将长链叔胺、去离子水和有机溶剂混合，形成透明的无表面活性剂微乳液体系；
10、然后于70～100℃缓慢加入20～30份3-氯-2-羟基丙磺酸钠，继续搅拌反应2～8小时；反应结束后，去除溶剂，收集粗产物，再用丙酮洗涤三次，真空干燥后即可获得羟丙基磺基甜菜碱表面活性剂；
11、其中，所述羟丙基磺基甜菜碱的结构式如式(2)所示：
12、
13、
14、制备双子型甜菜碱表面活性剂：将羟丙基磺基甜菜碱与马来酸酐混合，在分子筛和催化剂存在下于100～180℃下搅拌反应4～8小时；
15、反应结束后过滤除去分子筛即可得到双子型甜菜碱表面活性剂；
16、通过酸值分析测得收率可达95％以上。
17、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：制备羟丙基磺基甜菜碱，其中，按照原料质量份数计，长链叔胺为20份，去离子水为20份，有机溶剂为40份；
18、其中，长链叔胺，水和有机溶剂可形成含有丰富纳米液滴的无表面活性剂微乳液，为叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应提供巨大的反应界面。
19、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：制备羟丙基磺基甜菜碱，其中，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、己二醇、戊二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚中的一种或多种。
20、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：制备双子型甜菜碱表面活性剂，其中，羟丙基磺基甜菜碱与马来酸酐的摩尔比为2～3:1。
21、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述羟丙基磺基甜菜碱与马来酸酐的摩尔比为2.2:1。
22、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：制备双子型甜菜碱表面活性剂，其中，所述分子筛为4a或5a分子筛。
23、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：制备双子型甜菜碱表面活性剂，其中，所述催化剂为对甲苯磺酸、浓硫酸、冰醋酸、乙酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或几种。
24、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：制备双子型甜菜碱表面活性剂，其中，所述催化剂的用量为马来酸酐质量的0.2～1.0％。
25、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述双子型甜菜碱表面活性剂的具有优异的高温增粘能力和遇油破胶能力，用于油气田开采的清洁压裂液。
26、本专利技术有益效果：
27、(1)本专利技术在制备羟丙基磺基甜菜碱过程中，以反应物之一的长链叔胺为油相的水包油型微乳液滴为反应介质，通过滴加另一反应物3-氯-2-羟基丙磺酸钠，使二者在无表面活性微乳液滴的柔性界面上相遇，受到纳米液滴的界面效应作用，分子之间的碰撞频率增大，反应速度随之增大，收率升高。
28、(2)本专利技术在制备双子型甜菜碱表面活性剂过程中，引入了分子筛，即可作为缚水剂捕获羟丙基磺基甜菜碱与马来酸酐酯化反应生产的水，促使反应向产物进行；又可为羟丙基磺基甜菜碱与马来酸酐的酯化反应提供限域反应空间，两个反应物在分子筛孔道内相遇，在纳米限域作用下，收率显著提高。
29、(3)本专利技术的双子型甜菜碱表面活性剂，可以在较低的温度下快速溶解，无需任何助溶剂，方便现场配制，操作简单；本专利技术制得的双子型甜菜碱表面活性剂，相对于传统双子表面活性剂，具有更强自组装能力，更高的耐盐能力，可以在无任何添加剂的条件下实现对水溶液的增粘，展现出良好的携沙能力和遇油破胶能力；且表现出优异的高温增粘能力、生物降解性。
30、(4)本专利技术制得的双子型甜菜碱表面活性剂，相对于传统单链甜菜碱表面活性剂，具有更强自组装能力，更低的克拉夫特温度，更高的生物降解率，和更强的增粘能力。
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1.一种可降解的双子型甜菜碱表面活性剂，其特征在于：所述双子表面活性剂的结构如式(1)所示：
2.权利要求1所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：包括，
3.如利要求2所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：制备羟丙基磺基甜菜碱，其中，按照原料质量份数计，长链叔胺为20份，去离子水为20份，有机溶剂为40份；
4.如权利要求2所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：制备羟丙基磺基甜菜碱，其中，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、己二醇、戊二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚中的一种或多种。
5.如权利要求2所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：制备双子型甜菜碱表面活性剂，其中，羟丙基磺基甜菜碱与马来酸酐的摩尔比为2～3:1。
6.如权利要求5所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述羟丙基磺基甜菜碱与马来酸酐的摩尔比为2.2:1。
7.如权利要求2所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的
8.如权利要求2所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：制备双子型甜菜碱表面活性剂，其中，所述催化剂为对甲苯磺酸、浓硫酸、冰醋酸、乙酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或几种。
9.如权利要求2所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：制备双子型甜菜碱表面活性剂，其中，所述催化剂的用量为马来酸酐质量的0.2～1.0％。
10.权利要求2～9中任一所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述双子型甜菜碱表面活性剂的具有优异的高温增粘能力和遇油破胶能力，用于油气田开采的清洁压裂液。
...【技术特征摘要】
1.一种可降解的双子型甜菜碱表面活性剂，其特征在于：所述双子表面活性剂的结构如式(1)所示：
2.权利要求1所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：包括，
3.如利要求2所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：制备羟丙基磺基甜菜碱，其中，按照原料质量份数计，长链叔胺为20份，去离子水为20份，有机溶剂为40份；
4.如权利要求2所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：制备羟丙基磺基甜菜碱，其中，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、己二醇、戊二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚中的一种或多种。
5.如权利要求2所述的可降解的双子型甜菜碱表面活性剂的制备方法，其特征在于：制备双子型甜菜碱表面活性剂，其中，羟丙基磺基甜菜碱与马来酸酐的摩尔比为2～3:1。
6.如权利要求5所述的可降...
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