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1、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JournalofShaanxiUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Vo.l24No.3[文章编号]1673-2944(2008)03-0080-07Gemini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
2、据极性头的电荷性质来分类,对Gem-ini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]A0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。Gemini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化学键连接在一起形成的两亲性分子,其结构如图
3、1。Gemini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[1]纪表面活性剂0。本文结合国内外情况对Gem-图1Gemini表面活性剂结构示意图ini表面活性剂最新的合成方法、应用方面作了全面地论述。1Gemini表面活性剂的合成Gemini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、
4、聚氧乙烯基、杂原子等)。根据疏水链的种类可分为碳氢型和碳氟型表面活性剂。根据Gemini表面活性剂的极性头的电荷性质不同,分类为阴离子型Gemin,i阳离子型Gemin,i非离子Gemin,i本文根据极性头的电荷性质来分类,对其合成路线作了全面的介绍。1.1阳离子型Gemini表面活性剂的合成方法1.1.1季铵盐阳离子型Gemini表面活性剂阳离子型Gemini表面活性剂的研究文献最多,几乎占了Gemini表面活性剂的2/3。主要是双季铵盐型,也有少数几种其它类型。双季铵盐型的合成由叔胺、浓盐酸、二溴代
5、烷烃按2B1B1的摩尔比在乙醇中回流反应3h,然后减压蒸馏除去溶剂,在乙醇-乙酸乙酯混合溶剂重结晶3次,得到白色絮状晶[2]体即为产物。其合成路线如(1)所示。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。第3期党忠海Gemini表面活性剂的合成及应用概述2Gemini表面活性剂的应用作为近十几年来开发的新型表面活性剂,Gemini表面活性剂由于其特殊的分子结构和高的表面活性性能,通常表现出比传统单链表面活性剂更优越的性
6、能,具有较好的增溶作用、润湿作用、发泡作用和皂化分散能力,可以广泛的应用于各个领域。2.1新材料的制备[16]2007年郭宝民等研究发现阴离子型Gemini表面活性剂在微乳液聚合中是高效的乳化剂,可以提供典型的粒径控制以及良好的乳液稳定性,只需1%左右就可以得到固含量45%左右的透明纳米级聚丙烯酸酯微乳液,并维持平均粒径在35nm左右,从而克服了微乳聚合中存在的乳化剂含量过高而固含量过低的缺陷。[17,18]2.2治理污水与土壤用表面活性剂治理污水方法是先将表面活性剂吸附在粘土和砂子等介质上,再用后者去
7、吸附水中的污染物。Rosen等研究了传统表面活性剂和Gemini表面活性剂对2-蔡酚的吸附情况,结果发现,附有Gemini表面活性剂介质比附有传统表面活性剂介质对水中的2-蔡酚吸附量大、效率高。附有Gemini的蒙脱土是传统的15倍,附有Gemini的砂子、石灰石是传统的3倍。可以预期,利用Gemini表面活性剂改性的上述(有机、无机纳米)材料作废物填埋的防渗添加剂,将其注入地下驱除地下水中非水液体和吸附深层土壤中的污染物是一种具有发展前景的治污手段。2.3用于医学领域将药物包裹后输送到靶向细胞,并尽可
8、能达到缓释目的,是目前医药学方面研究的一个活跃领域,目前主要通过磷脂或嵌段聚合的表面活性剂形成囊泡来实现。Gemini表面活性剂在一定条件下可形成囊泡,可通过改变亲水基团类型、联结基团长度和性质、烷烃链长和性质,调整形成囊泡的大小、稳定[19]性、可降解性及生物相容性等。[20]2.4抑制金属腐蚀金属腐蚀造成的经济损失是巨大的,仅在我国其就占国民生产总值的3%)4.5%,因此Gemini表面活性剂的特殊性能作为缓蚀剂也受到重视,Frigna
