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·440· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

—)，2.30~2.34（m，4H，—CH 2 —CH 2 —SO 3 Na）， 由表 1 可知，与传统表面活性剂相比，阴离子
0.87~0.91〔d，28H，—(CH 2 ) 14 —〕，1.27 (d，3H， 型双子表面活性剂 DS16-P-16 的临界胶束浓度降低
1
—CH 3 )，根据 HNMR 数据可以看出，不同官能团 了 1 个数量级，γ CMC 降低了 6.1 mN/m，pC 20 也高于
中氢原子的化学位移与理论值相吻合，证明所合成 传统表面活性剂，显示出高的表面活性。这主要是
的化合物为目标产物。综合红外光谱和核磁氢谱表 因为双子表面活性剂中，两个离子头基是靠联接基
征结果，证明所合成产物为目标化合物 DS16-P-16。 团通过化学键连接的，由此造成两个表面活性剂离
2.2 DS16-P-16 的克拉夫特点研究 子头基的紧密连接，使其碳氢链更容易产生强相互
Krafft 点是离子型表面活性剂的重要特征之一， 作用，这样不仅增强了碳氢链的疏水缔合力，而且
它可以反映离子型表面活性剂在水中溶解性与温度 离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削
的关系。经检测该表面活性剂溶液在 4 ℃的冰箱中 弱。这是双子表面活性剂较传统表面活性剂具有更
放置 24 h 仍澄清透明，这说明 DS16-P-16 的克拉夫 高表面活性的根本原因 [15] 。并且 DS16-P-16 的 γ CMC
特点小于 4 ℃，表明其具有良好的水溶性。这是由 低于 SDS，是因为对于刚性联接基团双子表面活性
于分子结构中引入了酰胺键，酰胺键属于亲水性基 剂来说，柔性的疏水碳链增加了表面活性剂水溶液
团，增强了表面活性剂在水中的溶解性 [13] 。 表面饱和吸附时最外层原子或原子团在水表面的排
2.3 DS16-P-16 的表/界面活性研究 列紧密度，从而使得 γ CMC 降低 [16] 。
2.3.1 表面活性 2.3.2 界面活性
考察了双子表面活性剂 DS16-P-16 水溶液在 将合成的双子表面活性剂配制成质量分数分别
25 ℃下表面张力与浓度的关系，结果见图 3。 为 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的溶液，利用旋
滴界面张力仪，测定不同质量分数表面活性剂溶液
与原油在不同温度下的油/水界面张力 [17] ，数据见表 2。

表 2 不同质量分数及不同温度下 DS16-P-16 溶液与原油
间的界面张力
Table 2 Interfacial tensions between DS16-P-16 solutions
with different mass fraction and crude oil at
different temperature, resectively
界面张力/(mN/m)
w(DS16-P-16)/%
30 ℃ 45 ℃
–2
0.1 8.18×10 –2 7 . 4 3 ×10
–2 –2
图 3 双子表面活性剂 S16-P-16 的 γ-lgc 曲线 0.2 5.82×10 5 . 3 4 ×10
–2
Fig. 3 γ-lgc curve of Gemini surfactant DS16-P-16 0.3 4.77×10 –2 3 . 8 7 ×10
0.4 3.66×10 –2 2 . 8 5 ×10
–2
由图 3 可知，随着 DS16-P-16 浓度的增加，溶 0.5 2.18×10 –2 1 . 4 6 ×10
–2
液的表面张力逐渐下降；当浓度增加到一定值后，
表面张力的变化趋于平稳。由图中曲线的转折点可 由表 2 可知，DS16-P-16 与原油的油/水界面张
以得到 DS16-P-16 的临界胶束浓度（CMC）为 5.01 力随着质量浓度和温度的增加逐渐下降，且都达到
–2
–4
10 mol/L，γ CMC （超过临界胶束时的表面张力）为 了低界面张力数量级（1×10 mN/m），由此可知
31.9 mN/m。并将其与传统的表面活性剂十二烷基硫 DS16- P-16 具有有效降低油水界面张力的特性。这
酸钠（SDS）的表面活性做对比，结果见表 1。其中， 是因为刚性联接基长度大于两个离子头基间的平衡
pC 20 为水的表面张力降低 20 mN/m 时所需 DS16-P- 距离，联接基团处于完全伸长状态的同时也增大了
16 溶液浓度的负对数 [14] 。 表面活性剂的疏水区体积，致使表面活性剂分子在油/
水界面的排列更紧密，降低界面张力的能力增强 [18] 。
表 1 两种表面活性剂的 cmc 值和临界表面张力 2.4 DS16-P-16 的起泡性与稳泡性
Table 1 CMC values and critical surface tension of two
surfactants 测定合成表面活性剂的起泡性和稳泡性，并在
DS16-P-16 SDS [11] 相同条件下测定了传统表面活性剂 SDS 质量分数为
CMC/(mol/L) 5.01×10 –4 8 × 1 0 –3 0.1%时的泡沫高度和稳泡性，结果见表 3。
γ CMC/(mN/m) 31.9 38.0 初始泡沫高度是反映表面活性剂起泡能力的指
pC 20 3.61 2.51 标，与表面张力密切相关，泡沫稳定性与泡沫强度