Page 133 - 《精细化工》2020年第2期

第 38 卷第 2 期 精 细 化 工 Vol.38, No.2
202 1 年 2 月 FINE CHEMICALS Feb. 2021

表面活性剂
两性离子双子表面活性剂的合成与性能

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曹玉朋，杨伟光，姜亚洁，王亚魁，鞠洪斌，耿 涛
（中国日用化学工业研究院，山西 太原 030001）

摘要：以十二烷基二甲基叔胺、1,3-二氯-2-丙醇和氯磺酸为原料合成了一种连接基团上接有硫酸酯基的两性离
子双子表面活性剂（GS-S）。产物结构经红外光谱和核磁共振氢谱进行确证，并对其表面张力、润湿性、油水界
面张力、耐盐性、泡沫性和乳化性等性质进行了测试。结果表明，与结构相似的阳离子双子表面活性剂（GS-O）
–4
相比，合成的 GS-S 具有较高的表面活性、良好的乳化能力和泡沫性能，临界胶束浓度（CMC）仅为 2.3×10 mol/L，
–4
临界表面张力（γ CMC ）为 28.43 mN/m；当 GS-S 浓度为 1×10 mol/L 时，可将油水界面张力降至低界面张力
–3
–2
（1.11×10 mN/m）；可改变水在石蜡膜上的润湿状态，当 GS-S 浓度为 1×10 mol/L 时，接触角从 110°左右
（去离子水在石蜡膜上的接触角）降至约 64°；另外，其还具有良好的耐盐性（NaCl 质量浓度<35 g/L 时不
析出）。
关键词：两性离子双子表面活性剂；硫酸酯基；表面活性；稳定性；泡沫性能；表面活性剂
中图分类号：TQ423.3 文献标识码：A
文章编号：1003-5214 (2021) 02-0335-06 开放科学 (资源服务) 标识码 (OSID)：

Synthesis and properties of a zwitterionic Gemini surfactant

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CAO Yupeng, YANG Weiguang, JIANG Yajie, WANG Yakui, JU Hongbin, GENG Tao
（China Research Institute of Daily Chemical Industry, Taiyuan 030001, Shanxi, China）

Abstract: A zwitterionic Gemini surfactant (GS-S) with sulfate group on the spacer group was prepared
from dodecyl dimethyl tertiary amine, 1,3-dichloro-2-propanol and chlorosulfonic acid. The structure of the
product was confirmed by infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance hydrogen spectroscopy. And
the surface tension, wettability, oil-water interfacial tension, salt tolerance, foamability and emulsification
were tested. The results showed that compared with cationic Gemini surfactant (GS-O) with similar
structure, GS-S had higher surface activity, good emulsifying ability and foaming performance. The critical
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micelle concentration (CMC) value of GS-S was only 2.3×10 mol/L, and the critical surface tension (γ CMC)
value was 28.43 mN/m. GS-S could reduce the oil-water interfacial tension to low interfacial tension
–2
–4
(1.11×10 mN/m) when the concentration of GS-S was 1.0×10 mol/L. Moreover, GS-S could change the
wetting state of water on the paraffin film, the contact angle was reduced from about 110° (contact angle of
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deionized water on paraffin film) to about 64° when the concentration of GS-S was 1.0×10 mol/L. It
exhibited excellent salt resistance (it didn't precipitate when the NaCl mass concentration was lower than 35 g/L).
Key words: zwitterionic Gemini surfactant; sulfate group; surface active; stability; foam property;
surfactants

双子表面活性剂是两个相同或几乎相同的两亲 备、金属防腐以及生物医学领域中的应用 [2-3] 。随着
成分，在其头基或靠近头基处由连接基团通过化学键 时代的发展，传统的表面活性剂在某些方面（如杀菌
[1]
将两亲成分连接在一起而成的表面活性剂 。因其结 消毒和石油开采等）已经无法满足生产和工业上的需
构的特殊性，促进了双子表面活性剂在纳米材料制 求，因此发展新型的双子表面活性剂显得尤为重要。

收稿日期：2020-08-06; 定用日期：2020-10-15; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200727
基金项目：国家重点研发计划资助（2017YFB0308900）；伽蓝研究基金资助（JALA 2018）
作者简介：曹玉朋（1995—），男，硕士生。联系人：耿 涛（1973—），男，教授级高工，E-mail：ridcigt@ 163.com。