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Gemini表面活性剂结构特征 Gemini表面活性剂的典型结构可以看成是由两个结构相同的传统表面活性剂分子通过一个连接链连接而成,其分子结构中至少含有两个疏水链和两个亲水基团(离子或极性基团)。 图一 Gemini表面活性剂特征图 Gemini表面活性剂结构特征 分子中含有两个疏水链、两个亲水头和一个柔或刚性连接基。 常见的连接基:聚亚甲基、聚氧乙烯基等柔性基及芳基等刚性基团或杂原子等。 可以是亲水性的,也可以是疏水性的。 Gemini表面活性剂的类型 根据亲水头基的性质,双子表面活性剂可分为: 阳离子型——研究的最为广泛,主要研究为季铵盐型表面活性剂 阴离子型——包含磷酸盐、羧酸盐、硫酸盐和磺酸盐4种类型 非离子型——一般是从糖类化合物衍生而来 两性离子双子表面活性剂 ----根据疏水链的种类不同可分为碳氢型和碳氟型Gemini表面活性剂 阳离子Gemini表面活性剂 阳离子型Gemini表面活性剂 最重要的是含氮的表面活性剂。目前对阳离子型双子表面活性剂研究较多也是含氮原子的,而且主要是季铵盐型表面活性剂。这是因为它生物降解性好,毒性小,性能卓越。 TM 结构式 例如: 阴离子Gemini表面活性剂 阴离子型Gemini表面活性剂 种类较多,大多数专利文献报道的内容属此类,并已有工业化产品供应。 从报道的化合物结构来看,主要分为磷酸盐、羧酸盐和磺酸盐型。 阴离子Gemini表面活性剂 双烷氧基双磷酸盐 Gemini 表面活性剂 二聚体磺酸盐阴离子Gemini 表面活性剂 二聚体羧酸盐阴离子Gemini 表面活性剂 举例: 非离子Gemini表面活性剂 近年来,阳离子Gemini 表面活性剂和阴离子Gemini 表面活性剂研究较多,而非离子Gemini表面活性剂研究的相对较少。 右图是以十二酸为原料制备的一种非离子 Gemini 表面活性剂 非离子 Gemini 表面活性剂 其它Gemini表面活性剂 阴阳离子Gemini表面活性剂 不对称结构Gemini表面活性剂 多烷基多季胺盐型Gemini表面活性剂 含有杂原子的Gemini表面活性剂 含碳氟链的Gemini表面活性剂 Gemini表面活性剂的性质 更易吸附在气/液表面,从而更有效地降低水的表面张力 Gemini表面活性剂分子含有两条疏水链,疏水性强,而且Gemini表面活性剂分子中的连接基通过化学键将两个亲水基连接起来,削弱了亲水基间的静电斥力及其水化层间的斥力,促进了Gemini表面活性剂分子在水溶液表面的吸附和在水溶液中的自聚,从而导致其具有很高的表面吸附能力和聚集体形成能力。 Gemini表面活性剂的性质 更易聚集生成胶团,因而有更低的临界胶束浓度 Gemini表面活性剂比单链表面活性剂更易在水溶 液中自聚,且倾向于形成更低曲率的聚集体。 Gemini表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)值比 相应的传统表面活性剂低1~2个数量级。 Gemini表面活性剂的性质 具有更低的Kraff点 Gemini表面活性剂分子中含有两个亲水基,具有足够的亲水性,而且其分子含有两条疏水链,疏水性更强,更易在水溶液表面吸附和在水溶液中形成胶团。因此,与相应的单链表面活性剂相比较,具有更好地水溶性。 离子型表面活性剂的溶解度随着温度的升高而增加,当 达到一定温度后,其溶解度会突然迅速增加,这个转变 温度称为Kraff点 非离子型表面活性剂的亲水基主要是聚氧乙烯基。升高温度会破坏聚氧乙烯基同水的结合,而使溶解度下降,甚至析出。所以加热时可以观察到溶液发生混浊现象。 发生混浊的最低温度称为浊点 聚氧乙烯的分子数越多,亲水性越强,浊点就越高。反 之,亲油性越强,浊点越低。 Gemini表面活性剂的性质 与普通表面活性剂(尤其是非离子表面活性剂)间的复配能产生更大的协同效应 两种表面活性剂混合体系协同效应的存在,不仅取决 于它们之间的相互作用的强度,而且也取决于混合体 系中各组分表面活性剂的相关性质 Gemini表面活性剂和单链表面活性剂尤其是非离子表 面活性剂混合时,在降低水的表面张力的效能和效率 方面,比单体表面活性剂产生更强的协同效应 Gemini表面活性剂的性质 Gemini表面活性剂具有良好的增溶能力 Gemini表面活性剂在水溶液中更易形成胶团,所以Gemini表面活性剂对有机物的增溶能力更强。 具有良好的钙皂分散性质 在很多场合,是良好的润湿剂 Gemin
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