Page 96 - 201903

第 36 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.36, No.3
2019 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2019

表面活性剂
一种 pH 响应性氨基酸酸液起泡剂的合成与应用

1
1
3
4
刘 佩 ，赖小娟 1,2 ，王 磊 1,2* ，汪 洁 ，马少云 ，苗 林
（1. 陕西科技大学 陕西省轻化工助剂重点实验室，陕西 西安 710021；2. 陕西农产品加工技术研究院，
陕西 西安 710021；3. 上海荆马化工有限责任公司，上海 201700；4. 西安长庆化工集团有限公司，陕
西 西安 710021）

摘要：以十二胺和甲基丙烯酸甲酯为原料，通过两步反应合成了一种 pH 响应性氨基酸两性表面活性剂——N-
月桂基-(α-甲基)-β-氨基丙酸钠（AAS-1）。采用单因素实验进行了反应条件优化，得出最优工艺条件为：n（十
二胺）∶n（甲基丙烯酸甲酯）=1.0∶1.4，反应温度为 60 ℃，反应时间为 10 h。以同样的方法合成了表面活性
1
剂 N-月桂基-β-氨基丙酸钠（AAS）作对比实验。采用 FTIR 和 HNMR 对产物结构进行了表征，用表面张力仪
测定了不同 pH 下 AAS 和 AAS-1 的表面张力，得出表面张力曲线，并着重考察了 α-烷基对 AAS-1 表面活性的
影响。用 Waring Blender 法对 AAS 和 AAS-1 在不同 pH 下的泡沫性能进行了测定。结果表明：AAS 和 AAS-1
均具有 pH 响应性。受 α-烷基的影响，pH<7 时，AAS-1 的泡沫体积(V 0 )最高可达 523 mL，泡沫半衰期(t 1/2 )最高
可达 6.25 min；pH>7 时，AAS-1 的 V 0 <185 mL，t 1/2 <0.58 min，说明 AAS-1 在酸性水介质中，起泡能力强，泡
沫稳定性好；在碱性水介质中却可迅速消泡，与 AAS 的发泡规律恰好相反，且能反复起泡消泡，可用于泡沫酸
液体系中充当起泡剂。
关键词：pH 响应性；泡沫酸；起泡剂；α-烷基；泡沫性能；表面活性剂
中图分类号：TQ423 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 03-0442-07

Synthesis and Application of a pH-Responsive Amino
Acid Acidizing Foaming Agent

4
1
3
1
1,2
LIU Pei , LAI Xiao-juan , WANG Lei 1,2* , WANG Jie , MA Shao-yun , MIAO Lin
（1. Shaanxi Key Laboratory of Chemical Additives for Industry, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021,
Shaanxi, China; 2. Shaanxi Research Institute of Agricultural Products Processing Technology, Xi'an 710021, Shaanxi, China;
3. Shanghai Jingma Chemical Co., Ltd., Shanghai 201700, China; 4. Xi'an Changqing Chemical Group Co., Ltd., Xi'an
710021, Shaanxi, China）
Abstract: A pH-responsive amino acid amphoteric surfactant, N-lauryl-(α-methyl)-β-aminopropionate
(AAS-1) was synthesized by two-step reaction using dodecylamine and methyl methacrylate as raw
materials. The synthesis conditions were optimized by single factor experiments. The optimal synthesis
conditions were obtained as follows: molar ratio of dodecylamine to methyl methacrylate was 1.0∶1.4,
reaction temperature was 60 ℃, and reaction time was 10 h. For comparison, N-lauryl-β- aminopropionate
1
(AAS) was prepared in the same way. The structures of products were characterized by FTIR and HNMR.
The surface tensions of AAS and AAS-1 at different pH were measured by surface tension meter, and the
surface tension curves were achieved. Furthermore, the effect of α-alkyl on the surface activity of AAS-1
was investigated. Foam properties of AAS and AAS-1 at different pH were tested by Waring Blender
method. The results showed that both AAS and AAS-1 had pH responsiveness. Due to the influence of
α-alkyl, when pH<7, AAS-1 had a foam volume (V 0) of up to 523 mL and a foam half-life (t 1/2) of up to
6.25 min, but when pH>7, V 0<185 mL, t 1/2<0.58 min. This means that, in the acidic aqueous medium,
AAS-1 has good foaming ability and good foam stability but can exhibit quick defoaming ability in alkaline

收稿日期：2018-07-08; 定用日期：2018-10-17; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180504
基金项目：陕西省青年科技新星项目(2018KJXX-023)；陕西省教育厅重点实验室项目（17JS012）；西安市科技计划项目（2017068CG）
作者简介：刘 佩（1995—），女，硕士生。联系人：王 磊（1981—），男，教授，硕士生导师，电话：029-86168830，E-mail：
3578466@163.com。