Genfini表面活性剂的制备、特性和应用
表面活性剂的制备与应用研究
表面活性剂的制备与应用研究表面活性剂是一种广泛应用于日常生活和工业生产中的化学物质。
它可以降低液体表面的表面张力，使分子在水和油等不同介质中相互分散。
表面活性剂的制备和应用研究已经得到了广泛的关注和探索。
一、表面活性剂的定义和分类表面活性剂是一种具有亲水和疏水性质的分子，在水和油等介质中起到降低表面张力和稳定分散作用的化学物质。
根据它们的亲水性和疏水性，表面活性剂可以分为两类：阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。
二、表面活性剂的合成方法表面活性剂可以通过化学合成或微生物发酵方法进行制备。
其中，化学合成方法包括碳氢化合物基础上的合成方法、氧化合成方法、环合成方法等。
而微生物发酵方法则是利用微生物代谢或酶反应对物质进行转化和合成的方法。
三、表面活性剂的应用1.清洁剂表面活性剂在清洁剂中的应用是最为广泛的。
清洁剂包括洗涤剂、洗洁精、去污剂等，通过表面活性剂的降低表面张力，使污渍分散在水中，达到清洁的效果。
2.医药领域表面活性剂在医药领域中的应用也十分广泛，主要用于人体外用药物的制剂中。
例如，软膏、药膏、口腔清洁剂等，利用表面活性剂的稳定分散作用，使药物分散在介质中，具有更好的治疗效果。
3.食品加工领域表面活性剂在食品加工领域中的应用也逐渐扩展。
例如，乳化剂、泡沫剂、稳定剂等，可以在食品中起到保持质地和口感的效果。
四、表面活性剂的环境影响虽然表面活性剂在生产中和使用中具有很多优点，但其环境影响也是不可忽视的。
表面活性剂的排放会对水环境和土壤环境造成污染，并对生态环境和人体健康造成一定的威胁。
因此，在表面活性剂的生产和使用中，必须合理控制其排放和使用量，采用环保型表面活性剂，避免对环境造成污染。
总之，表面活性剂的制备和应用研究已经得到了广泛的关注和探索。
在未来的发展中，我们需要更加关注其环境影响，并采取有效的措施来减少其对环境的负面影响，实现可持续发展。
Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及性能研究的开题报告
Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及性能研究的开题报告一、研究背景和意义随着人们对环境保护意识的逐渐提高，对表面活性剂的要求也越来越高。
常规表面活性剂的分子结构存在着环境污染、生态破坏等问题。
因此，对于新型、环保的表面活性剂的需求变得越来越迫切。
Gemini型季铵盐表面活性剂是一种新型表面活性剂，由于其具有较低的浓度下就能发挥出优良的表面活性能、生物可降解性等特点，因此得到了广泛关注和应用。
本研究旨在通过合成和研究Gemini型季铵盐表面活性剂的性能，为替代传统表面活性剂，推广和应用环保、高效的表面活性剂提供技术支持。
二、研究内容和方法1. 通过化学合成的方法，制备出一系列不同结构的Gemini型季铵盐表面活性剂。
2. 考察不同结构的Gemini型季铵盐表面活性剂的性能（如表面张力、临界胶束浓度、稳定性等）及组成对性能的影响。
3. 研究Gemini型季铵盐表面活性剂的生物降解性能、毒性及对环境的影响。
4. 基于应用角度，考察Gemini型季铵盐表面活性剂在清洗和乳化领域中的应用性能，并与传统表面活性剂进行比较。
五、研究预期成果和意义本研究将制备出一系列不同结构的Gemini型季铵盐表面活性剂，并考察其性能及组成对性能的影响。
同时，研究其生物降解性能、毒性及对环境的影响，并且考察其在清洗和乳化领域中的应用性能，为新型、环保的表面活性剂的应用提供技术支持。
三、主要研究难点和解决措施1. 合成方法的探讨合成Gemini型季铵盐表面活性剂的方法较为复杂，需要考虑反应的温度、时间、催化剂等条件。
解决方法：探讨不同的合成方法，并进行合成条件的优化。
2. 性能的评价Gemini型季铵盐表面活性剂的性能评价涉及到多个方面，除了常规表面张力等指标外，还需要考虑二聚体结构、胶束形态等因素的影响。
解决方法：综合利用多种表面活性剂性能评价方法，对Gemini型季铵盐表面活性剂的性能进行全面评价。
四、研究进度安排第一年：1. 确定Gemini型季铵盐表面活性剂的合成方法，制备一系列不同结构的Gemini型季铵盐表面活性剂。
烷基酚阴离子表面活性剂的合成与应用进展
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新型Gemini 表面活性剂(小论文)
新型Gemini 表面活性剂（小论文）摘要：Gem in i表面活性剂是一类新型表面活性剂，它是由两个单链头基普通表面活性剂通过化学键联接在一起，由于其特殊的结构使其具有优良的性能和广泛应用。
本文对其结构、特点、性质、制备以及应用方面等进行综述和分析，并对未来进行了展望，预测了这种表面活性剂具有较好的应用和开发前景。
关键词：Gem in i表面活性剂高表面活性合成应用1 前言近年来，素有“工业味精”之称的表面活性剂蓬勃发展。
随着全球环保意识的增强，人们正在寻求高效的新品种，一种性能卓越的崭新表面活性剂——Geminis应运而生[1]。
1971年Bunton等首次合成了一类阳离子Gemini。
1974年Deinega等[2]率先合成了一族崭新的两亲分子，其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，常见的连接基有聚亚甲基、聚氧乙烯基等柔性基及芳基等刚性基团或杂原子等，其可以是亲水性的，也可以是疏水性的。
1988年Zhu等合成并研究了有柔性基团连接的系列双烷烃链表面活性剂[3-5]。
1990年Zhu等合成了一类磷酸盐类阴离子Gemini。
1991年Menger等[6]第一次合成了刚性基连接的双烷基链连接的（二聚体）表面活性剂，并起名为“Gemini（双子）表面活性剂”，形象表述了此类表面活性剂的结构特征，自此引起了人们对这类新型表面活性剂的研究热潮。
从此，人们开始真正系统地开展了这方面的研究工作。
随后飞速发展，不断深入。
Rosen小组采纳了“Geminis”这个名字，系统合成和研究了聚氧乙烯及聚氧丙烯柔性基团连接的Gemini 表面活性剂[7]。
同时法国Zana小组[8-14]以亚甲基链作为连接基合成并研究了系列双烷基铵盐表面活性剂。
1997年Pestman等合成了糖类非离子Gemini[15]。
1998年，Renouf等[16]首次合成了不对称Gemini表面活性剂。
1999年，Mariano等[17]从葡萄苷出发合成了无公害、高活性的环保型Gemini表面活性剂。
Gemini表面活性剂(16-4-16)的制备
Gemini 表面活性剂（16-4-16）的制备1.实验原理：本实验通过(CH 3)2N(CH 2)4N(CH 3)2与长链溴代烷(溴代16烷)为原料进行反应合成Gemini 表面活性剂，反应方程式如下：Br -Br -N +CH 3H 3C C m H 2m+1(CH 2)sN +CH 3C m H 2m+1CH 3+ 2BrC m H 2m+1(CH 3)2N(CH 2)s N(CH 3)22实验原料：Gemini 表面活性剂16-4-16合成实验试剂及用量试剂化学式 用量 四甲基-1,4-丁二胺 (CH 3)2N(CH 2)4N(CH 3)24.32g溴代十六烷 (CH 3)2N(CH 2)4N(CH 3)2 18.294g 乙醇 CH 3CH 2OH 30ml 乙酸乙酯CH 3COOC 2H 514ml本实验所用仪器见下表：Gemini表面活性剂合成实验所需仪器名称 规格/数量名称规格/数量 三口烧瓶 250 mL ×1 移液管 5 mL ×1，25 mL ×1烧杯 100 mL ×2，500mL ×1 滴管5mL ×1 抽滤装置 ×1 玻璃棒 ×1 分析天平 ×1 铁架台 ×1 升降台 ×1 温度计 ×1 加热炉（套） ×1 烘箱×1 回流冷凝装置冷凝管、带孔橡皮塞、进出水胶管×13实验步骤：1）清洗仪器，干燥待用2）组装实验装置3）加料-反应：将溴代十六烷置于三口烧瓶中，加入沸石，再加入乙醇，分两层，开启冷凝水，加热至沸，混溶；然后再加入四甲基-1,4-丁二胺和乙醇混合物，缓慢滴入烧瓶中，热回流（T ≈80℃），（在第1滴回流液落入烧瓶时开始计时）回流48h，冷却。
4）.提纯产物（在乙醇-乙酸乙酯中重结晶数次）：加入乙醇，充分溶解产物，在加入乙酸乙酯，抽滤。
Gemini表面活性剂的合成及应用概述
Ｏ 引 言
表面活性剂 由于具有 良好 的表面性能及应用性能而被广泛应用于食品、 医药 、 化工、 田化学品等 油 众 多领域 。Ｇ ｍｉｉ 面 活性 剂正 是近 十年 来最 受关 注 的一 类表 面 活 性 剂 ， 分 子 中具有 两 个 亲水 基 团 ｅ ｎ表 其
和两个 亲 油基 团 ， 用连 接基 团将 两个 表 面活性 剂单 体 在其 亲 水 头 基部 位 或 靠 近 其 亲水 头 基 部位 通 过 利
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２ ０ 年 ９月 ０８
陕 西 理 工 学 院 学 报（ 自然科 学版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｈａｘ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｅｈｏｏｙ （ ａ ｒ ｃｅｃ ｄ ｉ ） ｏｒａ ｏ ａｎｉ ｎ ｅｓｙｏ ｃｎｌｇ Ｎ ｔ ａ ＳｉｎｅＥ ｉｏ Ｓ ｖ ｔ Ｔ ｕｌ ｔｎ
Ｓ ｐ． ０ ８ ｅ ｔ２ ０ Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ３ １２ ．
Gemini新型表面活性剂的性质及应用
Gemini新型表面活性剂的性质及应用内容摘要:随着科技的发展,Gemini新型表面活性剂诞生,文章主要讲了它的特殊结构、性质及应用。
关键词：Gemini表面活性剂、结构、性质、应用Properties and applications of Gemini surfactantsJiangNan University hui chenAbstract:With the development of technology,there is a new kind of surfactants—Gemini surfactant.The article summaries the structure characteristics and excellent properties and applications.Key words:Gemini surfactant structure properties application前言长期以来提高表面活性剂的表面活性是人们工作的重点，从1971年Buton等首次合成一族双阳离子头基双烷烃链表面活性剂，到1991年美国Emory大学的Menger等合成了以刚性间隔基联接离子头基的双烷烃链表面活性剂，并起名为“Gemini型表面活性剂”时，Gemini型表面活性才被人们广泛重视，并且彻底改变了人们对表面活性剂的思考模式，它通过化学键联接方式提高表面活性的方法和以往所用的物理方法不同，在概念上是一个突破，这种Gemini表面活性剂是结构新颖的新一代表面活性剂，具有优良的性能，引发了各国对该类型表面活性剂的研究热潮(1)。
我国重视对Gemini表面活性剂的研究是从二十世纪末。
Gemini在天文学上的意思是双子星座，此形象地表达了这类表面活性剂的分子结构特点。
1.Gemini表面活性剂的结构传统的表面活性剂是由一个疏水基和一个亲水基头构成的，改变和提高起表面活性是非常有限的，通常靠加长疏水链或将几种表面活性剂复合使用。
Gemini表面活性剂性质与应用
1.1 引言近年来，人们一直在寻找高效的表面活性剂。
而Gemini新型表面活性剂的出现[1-2]引起了众多学者的关注。
这种新型表面活性剂打破了传统表面活性剂单疏水基单亲水基的结构，使其具有比传统表面活性剂更为优良的性能。
由于Gemini表面活性剂具有独特的分子结构和优良的物理化学性能，因此应用前景广泛。
1.2 Gemini表面活性剂的结构低聚表面活性剂是两个和多个单链单头基，并通过连接基团在其亲水基或靠近亲水基连接而成的一种新型表面活性剂，结构如下图所示。
图1.1 两种表面活性剂的结构Gemini表面活性剂的亲水基团可以是阳离子、阴离子、非离子和两性离子，近来优增添了阴阳离子或离子对[3-4]等。
该表面活性剂的连接基团可分为柔性链和刚性链，按照连接基团的极性还可以分为极性链和非极性链。
从Gemini表面活性剂的分子结构可以看到，该表面活性剂既增强了碳氢链的疏水作用，也通过连接基团调整亲水基团的距离，改变了单元分子的几何形状，导致胶束表面电荷密度、水化程度及胶束形状的变化，使其具有一定的特性。
其连接基团化学键作用，减弱了亲水基团的静电作用，促进了分子在界面上的排列，从而使其具有更好的界面性能。
1.3 Gemini表面活性剂的性质1.3.1 Gemini表面活性剂的主要性质(1) 与传统表面活性剂[5]相比，Gemini表面活性剂更易吸附在两相界面上。
其吸附能力相当于传统表面活性剂的10～1000倍，这表明在表面活性剂应用的各个领域，Gemini表面活性剂远比传统表面活性剂高效。
比如，在降低溶液的表面张力、发泡或乳化等方面(要达到相同的目的所需的)Gemini表面活性剂的效率和能力都比传统表面活性剂要强得多。
(2) Gemini表面活性剂具有较低的临界胶束浓度(CMC)，仅相当于传统表面活性剂的0.10～0.01。
这说明它们引起皮肤刺激性的可能性要小得多。
这是因为刺激皮肤的是未胶束化的单个表面活性剂分子，而小的CMC值意味着溶液中单个表面活性剂分子的个数很少。
表面活性剂的分类及应用
表面活性剂的分类及应用班级：10化汉姓名：田芳学号：20101105547【摘要】：表面活性剂的应用范围涵盖了人们生活和工作的各个方面，在20事迹90年代人们已经开始系统的研究表面活性剂。
可以说没有表面活性剂就没有现在干净的我们，现在我们对表面活性剂的认识只是停留在表面没有更深入的研究，下面是对表面活性剂一些基础认识。
【关键词】：HLB值，分类，应用【Abstract】: the application of surface - active agent covers all aspects of people's life and work, in 20. 90 time people began the study of surfactant system. Can be said without surfactant was now clean of us, now we are on the surface active agent known only stay on the surface no more in-depth research, here are some basic understanding of surface active agent.【Key words】: HLB value, classification, application表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。
溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。
表面活性剂范围十分广泛（阳离子、阴离子、非离子及两性），为具体应用提供多种功能，包括发泡效果，表面改性，清洁，乳液，流变学，环境和健康保护一、HLB值----HLB值越大代表亲水性越强，HLB值越小代表亲油性越强，一般而言HLB值从1 ~ 40之间。
亲水亲油转折点HLB为10。
Gemini表面活性剂的合成及应用概述_党忠海
2008年9月 陕西理工学院学报(自然科学版)Sept .2008第24卷第3期 Journal o f Shaanx i U niversit y of T echno logy (N atura l Sc ience Edition)V o.l 24 N o .3[文章编号]1673-2944(2008)03-0080-07Ge m i ni 表面活性剂的合成及应用概述党忠海(陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西汉中723001)[摘 要] 表面活性剂由于具有良好的表面性能及应用性能而被广泛应用于食品、医药、化工、油田化学品等众多领域。
结合国内外的研究情况,根据极性头的电荷性质来分类,对Ge m -i n i 表面活性剂合成线路做了全面介绍,并根据它的作用对其应用做了全面论述。
[关 键 词] 表面活性剂; 合成; 应用; 综述[中图分类号] O647.2 [文献标识码] A收稿日期:2007-02-27作者简介:党忠海(1972)),男,陕西省汉中市人,陕西理工学院实验师,主要研究方向为胶体表面化学。
0 引 言表面活性剂由于具有良好的表面性能及应用性能而被广泛应用于食品、医药、化工、油田化学品等众多领域。
Ge m i n i 表面活性剂正是近十年来最受关注的一类表面活性剂,其分子中具有两个亲水基团和两个亲油基团,利用连接基团将两个表面活性剂单体在其亲水头基部位或靠近其亲水头基部位通过图1 G e m i n i 表面活性剂结构示意图化学键连接在一起形成的两亲性分子,其结构如图1。
G e m i n i 表面活性剂这一显著特性,使它具有许多独特的性质,如较低的临界胶团浓度、极强的表面活性和良好的杀菌功能,从而也决定了它在表面活性剂家族的特殊地位,因而被称作/新世纪表面活性剂0[1]。
本文结合国内外情况对G e m-i n i 表面活性剂最新的合成方法、应用方面作了全面地论述。
1 G e m i n i 表面活性剂的合成Ge m i n i 表面活性剂的分类方法纷杂,根据其间隔基团的不同,可分为两类,一类为刚性基团(如亚二甲苯基、对二苯代乙烯基等),另一类为易弯曲的柔性基团(如聚亚甲基、聚氧乙烯基、杂原子等)。
表面活性剂的基本性质和作用
表面活性剂的基本性质和作用
表面活性剂分子结构中，能在水溶液中降低表面张力的那部分称为活性部分。
分子在水中离解后,活性部分呈各种离子状态或分子状态。
表面活性剂的活性部分是由亲水基团与疏水基团( 油溶性活性剂中叫做疏油基和亲水基)构成。
疏水基通常含Cx~ C。
的各种非极性碳-氢长链基团，它具有排斥水的作用。
亲水基是极性基团(如羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸盐、有机胺盐、季铵盐、多元醇及聚氧乙烯长链等)，它具有水分子相互吸引的作用。
表.面活性剂分子的亲水基与疏水基是构成界面吸附层、分子走向排列等现象，如下图所示。
表面活性剂能起到润湿、分散、乳化、渗透、增溶、发泡及洗涤等作用。
表面活性剂在电镀工业应用极其广泛。
利用其乳化、润湿及增溶作用来提高镀件的除油效率及除油质量;利用其在金属和溶液界面上的定向排列及吸附作用，来改善镀层的结晶组织、提高阴极极化度从而提高镀层的分散能力;利用其润湿作用，可防止析出的氢气在镀件表面滞留，从而防止镀层出现麻点及针孔。
表面活性剂的合成与应用研究
表面活性剂的合成与应用研究表面活性剂是一类化学物质，具有使界面张力降低、增进液体的分散、乳化、增稠等性质。
表面活性剂是活性分子，是一类分子表面处具有亲水基团和疏水基团的分子，最具有代表性的是十二烷基硫酸钠(SDS)等。
表面活性剂广泛用于日常生活、化工、医药等领域。
在家庭清洁用品中，洗涤剂是应用最为广泛的表面活性剂；在工业上，除油剂、泡沫剂、乳化剂、润滑油和浮选剂等中，也都含有少量的表面活性剂。
表面活性剂的分子结构表面活性剂的结构通常由疏水基团和亲水基团组成。
疏水基团也称为油性基团，这是表面活性剂分子的一部分，能够与油、脂肪等非极性物质相容，但却与水等极性溶剂不相容。
亲水基团也称为水性基团，与水分子相容并满足它的氢键。
在表面活性剂分子中疏水基团和亲水基团相互作用，形成它特殊的物化性质。
表面活性剂的合成方法表面活性剂的合成是化学合成的一种，通常包括以下几个步骤：1. 合成原料准备准备表面活性剂的原料需要符合化学合成的要求。
常见的原料包括：油脂酸、烷基磺酸等。
2. 合成反应根据所需的表面活性剂，将合成原料加入反应釜中，加入酸、碱等催化剂，进行处理，反应温度和时间根据不同的反应体系进行调整，通常情况下温度在150-200度之间，时间在数小时到十几个小时。
3. 后处理反应结束后，将表面活性剂进行后处理，包括酸碱中和、干燥等处理。
表面活性剂的应用研究表面活性剂在日常生活、化工、医药等领域应用广泛。
以下是几个应用方面的例子：1. 应用于生物医学制品中表面活性剂在化药物时具有乳化、负载、稳定作用，以及在生物医学中的作用。
2. 应用于化工产品中表面活性剂在化工产品中应用广泛。
包括乳化剂、印染助剂、纸张助剂、防锈剂等。
3. 应用于食品工业中表面活性剂在食品工业中的应用主要是增香易溶、防结块、抗氧化等功效。
综上所述，表面活性剂是一种非常普及的化学物质，它在大量应用中发挥着至关重要的作用。
表面活性剂的合成方法通过化学反应来合成，同时在生物医药、化工、食品工业中的应用也十分广泛。
Gemini表面活性剂的合成及在三次采油中的应用的开题报告
Gemini表面活性剂的合成及在三次采油中的应用的开题报告一、研究背景三次采油技术是目前油田开发中应用较广泛的一种技术。
经过初次和二次采油后，油田中的原油资源已经大量损失，为了提高采收率，需要采用三次采油技术对油田中原油资源进行二次开发。
三次采油技术最主要的作用就是通过注入一定量的水或其他适宜的物质，降低油井中的油的黏度，减少油水界面的张力，提高原油的渗透率，从而达到开采深部储层原油的目的。
在三次采油中，表面活性剂是不可或缺的一种物质。
表面活性剂可以降低油水界面的张力，从而提高原油的渗透率，使得油井的采油效果得到了有效的提高。
目前，已有不少研究工作对三次采油中的表面活性剂进行了研究，其中以Gemini表面活性剂的应用最为广泛，因为Gemini 表面活性剂在应用过程中具有良好的稳定性和水溶性，能够更好地降低油水界面的张力。
二、研究内容本研究旨在合成Gemini表面活性剂，并研究其在三次采油中的应用。
具体研究内容包括以下几个方面：1. 合成Gemini表面活性剂。
通过反应两个非离子型表面活性剂的头基，合成出具有两个亲水性头基的Gemini表面活性剂。
2. 研究Gemini表面活性剂的性质。
通过表面张力测定仪、电导率、氢核磁共振等手段，研究合成得到的Gemini表面活性剂的表面活性和分子结构。
3. 评估Gemini表面活性剂在三次采油中的应用效果。
采用室内模拟实验，研究Gemini表面活性剂在不同浓度条件下的降低油水界面张力效果，并结合三次采油现场的实际情况，评估Gemini表面活性剂在三次采油中的应用效果。
三、研究意义本研究主要针对Gemini表面活性剂在三次采油中的应用进行深入探究，通过合成Gemini表面活性剂，并研究其在三次采油中的应用效果，对于提高Gemini表面活性剂的应用水平和探索三次采油技术的发展方向具有重要的意义。
四、研究方法1. 合成Gemini表面活性剂。
采用合适的合成路线和方法，反应两个非离子型表面活性剂的头基，合成出具有两个亲水性头基的Gemini表面活性剂。
Gemini型表面活性剂的合成及应用的开题报告
Gemini型表面活性剂的合成及应用的开题报告
一、研究背景
Gemini型表面活性剂是一类新型的表面活性剂，具有两个或多个亲水基团和疏水基团，且相比传统的单头表面活性剂具有更好的表面活性和相容性。
由于它们具有独特的结构和优异的性能，因此Gemini型表面活性剂在化妆品、医药、食品等领域有广泛的应用前景。
二、研究内容
本研究拟从以下几个方面进行探讨：
1. 合成Gemini型表面活性剂——综述Gemni型表面活性剂的合成方法，包括传统的合成方法和新型微反应器合成方法等，对比各种合成方法的优缺点，选择合适的方法对Gemini型表面活性剂进行合成。
2. 分析Gemini型表面活性剂的结构及性质——通过各种分析方法（质谱、核磁、热重等）对合成的Gemini型表面活性剂进行结构鉴定和性能测试，总结Gemini型表面活性剂的物理化学性质和功能特性。
3. 探究Gemini型表面活性剂的应用——从化妆品、医药、食品等多个领域选取代表性的应用案例，研究Gemini型表面活性剂在不同领域的应用效果及机理。
同时，对Gemini型表面活性剂在不同应用情景下的安全性进行评估。
三、研究意义
本研究将有助于深入了解Gemini型表面活性剂的化学结构和性质，并探究其在不同领域中的应用效果和机理，为其在实际应用中的开发和应用提供理论依据和实践指导。
此外，对Gemini型表面活性剂在不同应用场景下的安全性进行评估，有助于保障其正常应用过程中的安全性。
Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及应用
G e m i n i型季铵盐表面活性剂的合成及应用(总9页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及应用班级：应化1004班姓名：梁伟学号：19摘要：为了把Gemini型季铵盐表面活性剂的功能及应用介绍得更加详细彻底，本文总结了部分Gemini 型季铵盐表面活性剂的合成方法，综述了近年来Gemini 型季铵盐表面活性剂的结构研究进展及该类表面活性剂的应用情况。
关键词：Gemini 季铵盐表面活性剂1.前言：Gemini型季铵盐表面活性剂的合成出现在20世纪90年代，与传统面活性剂相比有更高的表面活性【1】，更低的临界胶束浓度，具有能降低溶液的表面张力、增溶、乳化与破乳、分散与凝聚、起泡与消泡等优良性质，因此在石油工业、新材料和生物技术等许多领域都有广泛应用。
Gemini型表面活性剂的出现彻底改变了人们对表面活性剂的思考模式，因为它是通过化学键联接方式来提高表面活性，和以往所用的物理方法不同，同时在概念上也是一个突破，Gemini表面活性剂是结构新颖的新一代表面活性剂，其优良的性能引发了各国对该类型表面活性剂的研究热潮。
Gemini型季铵盐表面活性剂的独特结构使其具有传统表面活性剂所无法相比的性质,如具有极高的表面活性；良好的水溶性；连接基团为亲水基的Gemini型表面活性剂有很低的Krafft点【2】，能够溶于冷水中；具有更好的钙皂分散性，可用于制备高效润湿剂；一些短链连接基团的Gemini型表面活性剂具有独特的流变性能,在稀的浓度范围内表现出黏弹性；与普通的表面活性剂有良好的协同效应,使体系性能更卓越；以及水溶助长性和生物安全性等。
Gemini 型表面活性剂的应用非常广泛，如在印染行业中,用作涤纶织物碱减量促进剂和阳离子染料染色缓染剂；在农业上，可用来清洗土壤；用作药物载体、化学反应催化剂、石油添加剂、抗静电剂、织物柔软剂和防腐剂等【3】。
表面活性剂特点及应用
表面活性剂特点及应用一、特点当一种物质加入到某液体中，若能使其表面张力降低，人们则称这种物质具有表面活性。
具有表面活性的物质叫作表面活性物质。
从化学结构上看，所有的表面活性剂分子都是由极性的亲水基和非极性的亲油基两部分组成的。
亲水基使分子伸向水相，而亲油基则使分子离开水相而伸向油相，因此表面活性剂分子是两亲性分子。
它们的亲油基是由烃基构成的，而亲水基却是多种多样的。
由于表面活性剂具有很大的表面活性，故在工农业生产及日常生活中广泛地用于乳化、分散、增溶、润湿、发泡、洗涤、柔软等各种用途。
二、应用（1）乳化和破乳作用。
表面活性剂的乳化作用是表面活性剂应用最为广泛的性质之一。
例如在化妆品、食品、纺织、造纸、金属的切削液、油漆、农药、医药等方面，乳化剂都起着重要的作用。
各种类型的表面活性剂都可以作为乳化剂来使用，但非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂应用得比较多。
乳化作用是指两种互不相溶的液体形成乳状液的过程。
乳状液是指一种不溶解或溶解度很小的液体，以一定大小的液滴分散存在于第二种液体中，形成具有明显稳定的悬浊液。
对两种互不相溶的液体，如果仅通过机械搅拌的方法总是不能形成稳定的乳状液的。
要形成明显稳定的乳状液，必须加入第三组分，这第三组分就是表面活性剂，一般称其为乳化剂。
（2）增溶作用。
表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有使不溶于水的有机物的溶解度显著增大的能力，且此时溶液呈透明状，胶束的这种作用称为增溶。
能产生增溶作用的表面活性剂叫做增溶剂，被增溶的有机物称为被增溶物。
如果在已增溶的液体中继续加入被增溶物，达到一定量后，溶液透明状变为乳浊状，这种乳液即为乳状液，在此乳状液中再加入表面活性剂，溶液又变得透明无色。
虽然这种变化是连续的，但乳化和增溶本质上是不同的。
增溶作用可使被增溶物的化学势显著降低，使体系变得更稳定，即增溶在热力学上是稳定的，只要外界条件不变，体系不随时间变化。
而乳化在热力学上是不稳定的。
（3）洗涤作用。
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Genfini表面活性剂的制备、性能表征
及各方面的应用
现已经合成的低聚表面活性剂有二聚体、三聚体和四聚体等，其中最引人注目的是二聚体，二聚表面活性剂最早被合成于1971年，后因其结构上的特点而被形象地命名为Gemini（英文是双子星之意）表面活性剂。
表面活性剂Gemini（或称dimeric）是由两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接而成，因而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力，极大地提高了表面活性。
与当前为提高表面活性而进行的大量尝试，如添加盐类、提高温度或将阴离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合相比较，Gemini表面活性剂是概念上的突破，因而被誉为新一代的表面活性剂。
在Gemini表面活性剂中，两个离子头基是靠联接基团通过化学键而连接的，由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的连接，致使其碳氢链间更容易产生强相互作用，即加强了碳氢链问的疏水结合力，而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被大大削弱，这就是Gemlrd表面活性剂和单链单头基表面括性剂相比较，具有高表面括性的根本原因。
另一方面。
在两个离子头基问的化学键联接不破坏其亲水性，从而为高表面活性的C~mini表面活性剂的广泛应用提供了基础。
通过化学键联接方法提高表面活性和以往通常应用的物理方法不同，在概念上是一个突破。
图炔醇类Gemini表面活性剂
一、Genfini表面活性剂的制备方法
(1)制备单季铵盐按质量份数在反应器中依次加入15~50份水、边搅拌边加入50份质量分数37%的浓盐酸，以及78.5~154.5份单长链烷基二甲基叔胺，室温搅拌30min后升温，在40~50°C滴加47份环氧氯丙烷，加完后升温到70~100°C，反应3h，然后降温至40~50°C，边搅拌边滴加60~100份质量分数为28~33.3%的碱性物质水溶液，在40~50°C保持30分钟后冷却出料，即得单季铵盐的溶液；
(2)制备Gemini阳离子表面活性剂在反应器中加入50份水、边搅拌边加入50份质量分数为37%的浓盐酸，以及78.5~154.5份单长链烷基二甲基叔胺，室温搅拌30min后升温至45~50°C，然后滴加250~401份单季铵盐的溶液，滴完后升温到80~100°C回流4h，浓缩、降温得蜡状固体，蜡状固体用无水乙醇溶解后过滤，过滤后浓缩、烘干得蜡状固体产物，即Gemini阳离子表面活性剂；
(3)酯化及磺化在反应器中加入221.5~347.5份第(2)步的产物，升温至90~125°C，产物融化后加入49份顺丁烯二酸酐，搅拌熔融后加入催化剂，保温反应2~4h，然后降温至70~80°C，保持70~80°C，滴加396.5~1088.5份质量分数5.5~16%的磺化反应物水溶液，加完后保温反应3~5h，然后冷却、出料，得乳白色流体，即两性Gemini 表面活性剂；关环所用的碱性物质为NaOH或KOH ；酯化反应
中所用的催化剂为对甲苯磺酸；磺化反应物为Na2SO3或K2SO3或KHSO3。
二、Genfini表面活性剂的优良性质：
实验表明，在保持每个亲水基团联接的碳原子数相等条件下，与单烷烃链和单离子头基组成的普通表面活性剂相比，离子型Gemini 表面活性剂具有如下特征性质：
（1）更易吸附在气/液表面，从而更有效地降低水溶液表面张力。
（2）更易聚集生成胶团。
（3）Gemini降低水溶液表面张力的倾向远大于聚集生成胶团的倾向，降低水溶液表面张力的效率是相当突出的。
（4）具有很低的Krat~相转移点。
（5）对水溶液表面张力的降低能力和降低效率而言，Gemini和普通表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应。
（6）具有良好的钙皂分散性质。
（7）在很多场合，是优良的润湿剂。
从理论上讲，在极性头基区的化学键合阻抑了原先单链单头基表面活性荆彼此头基之间的分离力，因而必定增强碳链之间的结合。
实验证明这是提高表面活性的一个重要突破，而且为实际应用开辟了新的途径。
另一方面，由于键合产生的新分子几何形状的改变，带来了若干新形态的分子聚集体，这大大丰富了两亲分子自组织现象，通过揭示新分子结构和自组织行为间的联系有助于深刻认识两亲分子自组织机理。
为此Gemini表面活性剂正在成为世界胶体和界面科学领域各主要小组的研究方向。
三、Genfini表面活性剂的应用：
1、分子结构决定性能，而性能又决定其应用范围。
双子表面活性剂的独特结构决定了它有独特的性能，独特的性能使得它有特殊的应用。
例如，在化妆品中，低的cmc意味着双子表面活性剂比普通的表面活性剂对皮肤的刺激性更小。
这是因为皮肤刺激性来源于非胶束化的普通活性剂，cmc值较低意味着在溶液中的单基表面活性剂（monoric surfactant）少。
双子表面活性剂cmc值较低表明它比普通活性剂在更低浓度下就能溶解不溶于水的物质，因为仅当溶液浓度超过cmc时溶解才会发生并且使不溶于水的物质进入胶束中而被溶解。
2、与普通活性剂相比，双子表面活性剂在溶液界面的吸附能力大100—1000倍。
这意味着双子表面活性剂比普通活性剂效率更高。
例如，降低溶液的表面张力、起泡或形成乳液、微乳液所需的双子表面活性剂的浓度比普通活性剂的浓度更低。
学号：2011090051
姓名：张裕享
班级：2011级环境科学专
业。