Page 90 - 《精细化工》2021年第8期

·1584· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

1.3.3 电导率测定 少水分的蒸发。本文利用流变仪自带的 TRIOS 软件
用移液管移取 10 mL 超纯水到双层夹套烧杯中， 中的分析工具，采用 Carreau-Yasuda 拟合方程 [27]
通过超级恒温水浴槽控制温度为（25±0.1）℃，向双 对实验数据进行拟合，得到样品的零剪切黏度。用
–3
层夹套烧杯中加入转子，置于磁力搅拌器上搅拌。 于稳定剪切黏度测定的剪切速率范围为 1×10 ~
3
–1
用移液枪向双层夹套烧杯中依次加入一定量的表面 1×10 s 。
活性剂溶液，从而测量不同浓度表面活性剂溶液的
2 结果与讨论
电导率。每次测量前先在磁力搅拌器上搅拌 2 min，
再平衡 2 min，待电导率仪读数稳定后记录溶液电导
2.1 吡咯烷酮柠檬酸盐的构筑与结构表征
率数值，每个溶液的电导率均重复测量 3 次，取平
以 HCA-3C12P 的结构表征为例，用 DMSO-d 6
均值。绘制电导率（κ）随浓度（c）的变化曲线，
1
作溶剂溶解样品，进行 HNMR 测定，结果如图 1
两条拟合直线的交点为该表面活性剂的 CMC。 1
所示。HNMR (400 MHz, DMSO-d 6 ), δ: 3.32~3.26 (m,
1.3.4 溶解度测定
6H), 3.13 (t, J = 7.2 Hz, 6H), 2.71 (dd, J = 41.4、15.4
利用目测法测定不同比例构筑的吡咯烷酮柠檬
Hz, 4H), 2.50 (溶剂峰), 2.19 (t, J = 8.1 Hz, 6H),
酸盐表面活性剂在水中的溶解度。称取一定量
1.97~1.84 (m, 6H), 1.48~1.35 (m, 6H), 1.24 (s, 54H),
HCA-1C8P、HCA-2C8P、HCA-3C8P 及 HCA-1C12P、 0.85 (t, J = 6.8 Hz, 9H)。从 HCA-3C12P 和 C12P 的
HCA-2C12P、HCA-3C12P，然后逐滴加入超纯水， 1 HNMR 谱图对比可见两者峰形相似，不同之处是
在 28 ℃下，直至样品完全溶解时，记录超纯水的 HCA-3C12P 在 δ 2.71 处出现 4 个 H 峰，与一水合柠
体积，计算溶解度。以 pH 计测定浓度为 0.001 mol/L 檬酸图上的两个—CH 2 —的峰相对应，与 HCA-
的不同表面 活性剂（ HCA-1C8P 、 HCA-2C8P 、 3C12P 结构的总 H 数目相符，出峰位置也符合样品
HCA-3C8P 、 HCA-1C12P 、 HCA-2C12P 、 HCA- 结构特征，说明 C12P 和柠檬酸通过中和反应成功
3C12P）水溶液的 pH。每个溶液均重复测定 3 次， 地构筑了非共价键连接的阳离子表面活性剂 HCA-
取平均值。 3C12P。
1.3.5 润湿性测定
采用帆布沉降法测定吡咯烷酮柠檬酸盐表面活
性剂的润湿性能。将表面活性剂配制成质量浓度为
1 g/L 的水溶液，取 800 mL 溶液加到 1 L 烧杯中，
置于（25±0.1）℃的恒温水浴锅中。将鱼钩的尖端
钩在距帆布圈边缘 2~3 mm 处，把铁丝架放在烧杯
杯口处，把帆布圈浸没在待测溶液液面下 10~20 mm
处。此时开启秒表计时，当鱼钩下端沉降到烧杯底
部时，立即停止计时并记下所用时间。每个样品重
复测量 5 次，取平均值。

在（25±0.1）℃下，通过光学接触角测量仪来
1
图 1 HCA-3C12P 的 HNMR 谱图
测定浓度为 0.001 mol/L 的 HCA-nC8P/ HCA-nC12P Fig. 1 HNMR spectra of HCA-3C12P
1
水溶液在涂蜡载玻片上的接触角，当液滴接触到固
体表面的瞬间，用系统自带拍照软件迅速拍下液滴 图 2 为 C12P、一水合柠檬酸、HCA-3C12P 的
的形态，仪器自动测其接触角，每个样品测试 3 次， 红外谱图。HCA-3C12P 的谱图中，2922 和 2853 cm –1
取平均值。 为—CH 3 —和—CH 2 —中 C—H 键的伸缩振动峰，
1.3.6 流变性能测定 1727 cm −1 是羧酸根中 C==O 的伸缩振动吸收峰，
配制质量分数为 15%的 SLS 水溶液，取 2 mL 1632 cm −1 是由正质子化内酰胺或中性分子中羰基
–1
分装在小玻璃瓶中，然后分别加入 0.1 g C8P、C12P、 C==O 的拉伸振动所致，1496~1424 cm 为—CH 3 —
–1
HCA-nC8P、HCA-nC12P，在 80 ℃下混合均匀，冷 和—CH 2 —中 C—H 键的弯曲振动峰，1294 cm 为
–1
却，静置在（25±0.1）℃下数天后进行黏度测定。 C—N 的伸缩振动峰，1200 cm 为 C—O 的伸缩振动
–1
使用旋转流变仪进行稳态流变测量，采用锥板（直 峰，与一水合柠檬酸 1209 cm 处的峰一致，723 cm –1
径 40 mm，锥角 2°），以配备的 Peltier 系统控制温 为—(CH 2 ) n —的面外变形振动峰，综上表明柠檬酸
度。在测量过程中，使用与仪器配套的样品盖来减 与 C12P 发生了中和反应。