双子表面活性剂2..

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Gemini表面活性剂的主要用途
纳米材料制备
生物技术领域
化学驱三次采油
具有极低的 CMC值，易 形成胶束， 誉为“智能 反应器”
易形成胶束， 胶团形状可 控，获得最 大的酶活性
有效降低水 ／油表面的 界面张力， 提高混合物 的流变性能
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Gemini表面活性剂结构特征
Gemini表面活性剂的典型结构可以看成是由两个 结构相同的传统表面活性剂分子通过一个连接链 连接而成，其分子结构中至少含有两个疏水链和 两个亲水基团（离子或极性基团）。
图一 Gemini表面活性剂特征图
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Gemini表面活性剂结构特征
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：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。 可以是亲水性的，也可以是疏水性的。
N(CH2CH2OH)3Cl
TM 结构式
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阴离子Gemini表面活性剂
阴离子型Gemini表面活性剂 种类较多，大多数专利文献报道的内容属此类， 并已有工业化产品供应。 从报道的化合物结构来看，主要分为磷酸盐、 羧酸盐和磺酸盐型。
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阴离子Gemini表面活性剂
举例：
O O COONa
O
COONa
Gemini表面活性剂
应化13-1
2018/9/27 1
Gemini表面活性剂定义、结构特征
双子表面活性剂（Gemini surfactant）， 又称孪连表面活性剂、 双生表面活性剂、 偶联表面活性剂， Gemini型表面活性剂是一种新型的表面活 性剂，由两个双亲分子的离子头经联接基团通过 化学键联接而成。 Gemini是双子星座的意思。 1991年， Gemini的概念由Menger等第一次 提出。
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Gemini表面活性剂的性质
更易吸附在气／液表面，从而更有效地降低水 的表面张力
Gemini表面活性剂分子含有两条疏水链，疏水性 强，而且Gemini表面活性剂分子中的连接基通过 化学键将两个亲水基连接起来，削弱了亲水基间 的静电斥力及其水化层间的斥力，促进了Gemini 表面活性剂分子在水溶液表面的吸附和在水溶液 中的自聚，从而导致其具有很高的表面吸附能力 和聚集体形成能力。
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Gemini表面活性剂的类型
根据亲水头基的性质，双子表面活性剂可分为：
阳离子型——研究的最为广泛，主要研究为季铵盐型表面 活性剂 阴离子型——包含磷酸盐、羧酸盐、硫酸盐和磺酸盐4种 类型 非离子型——一般是从糖类化合物衍生而来 两性离子双子表面活性剂
根据疏水链的种类不同可分为碳氢型和碳氟型 Gemini表面活性剂
C10H21CHCH2O(EO)n H O
O
右图是以十二酸为原料制 C H CHCH O(EO) H 10 21 2 n 备的一种非离子 Gemini 表 面活性剂 非离子 Gemini 表面活性剂
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其他Gemini表面活性剂
阴阳离子Gemini表面活性剂 不对称结构Gemini表面活性剂 多烷基多季胺盐型Gemini表面活性剂 含有杂原子的Gemini表面活性剂 含碳氟链的Gemini表面活性剂
• 两种表面活性剂混合体系协同效应的存在，不仅取决 于它们之间的相互作用的强度，而且也取决于混合体 系中各组分表面活性剂的相关性质 • Gemini表面活性剂和单链表面活性剂尤其是非离子表 面活性剂混合时，在降低水的表面张力的效能和效率 方面，比单体表面活性剂产生更强的协同效应
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Gemini表面活性剂的性质 Gemini表面活性剂具有良好的增溶能力
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非离子型表面活性剂的亲水基主要是聚氧乙烯基。升高
温度会破坏聚氧乙烯基同水的结合，而使溶解度下降，甚至
析出。所以加热时可以观察到溶液发生混浊现象。
发生混浊的最低温度称为浊点
聚氧乙烯的分子数越多，亲水性越强，浊点就越高。反 之，亲油性越强，浊点越低。
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Gemini表面活性剂的性质
与普通表面活性剂（尤其是非离子表面活性剂） 间的复配能产生更大的协同效应
具有更低的Kraff点
离子型表面活性剂的溶解度随着温度的升高而增加，当 达到一定温度后，其溶解度会突然迅速增加，这个转变 温度称为Kraff点 Gemini表面活性剂分子中含有两个亲水基，具有足够 的亲水性，而且其分子含有两条疏水链，疏水性更强， 更易在水溶液表面吸附和在水溶液中形成胶团。因此， 与相应的单链表面活性剂相比较，具有更好地水溶性。
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Gemini表面活性剂的性质
更易聚集生成胶团，因而有更低的临界胶束浓度
• Gemini表面活性剂比单链表面活性剂更易在水溶 液中自聚，且倾向于形成更低曲率的聚集体。 • Gemini表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）值比 相应的传统表面活性剂低1~2个数量级。
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Gemini表面活性剂的性质
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阳离子Gemini表面活性剂
阳离子型Gemini表面活性剂 最重要的是含氮的表面活性剂。目前对阳离子型双子表 面活性剂研究较多也是含氮原子的，而且主要是季胺盐 型表面活性剂。 这是因为它生物降解性好，毒性小，性能卓越。 例如：
Cl(HOH2CH2C)3N C9H19 C9H19
O OH
O OH
Gemini表面活性剂在水溶液中更易形成胶团，所以 Gemini表面活性剂对有机物的增溶能力更强。
具有良好的钙皂分散性质 在很多场合，是良好的润湿剂
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Gemini表面活性剂的主要用途 双子表面活性剂独特的性能使其在众多领 域具有较好的应用：
1 生产高效洗涤剂、乳化剂 4
2 刺激少，制备温和型产品 5 3 高效增溶剂 6 乳液稳定剂和泡沫稳定剂 增粘剂 特殊的反应催化剂
O NaO P O(CH2)m O
O P ONa
二聚体羧酸盐阴离子Gemini 表面活性剂
OC12H25
OC12H25
双烷氧基双磷酸盐 Gemini 表面活性剂
O O O SOຫໍສະໝຸດ BaiduNa SO3Na
二聚体磺酸盐阴离子Gemini 表面活性剂
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非离子Gemini表面活性剂
近年来，阳离子Gemini 表 面活性剂和阴离子Gemini 表面活性剂研究较多，而 非离子Gemini表面活性剂 研究的相对较少。