CN102744005A

CN102744005A - 一种基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂

Info

Publication number: CN102744005A
Application number: CN2012102416667A
Authority: CN
Inventors: 赵剑曦; 李镇祥
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明公开了一种基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂，以季铵Gemini表面活性剂为主成分，辅以脂肪醇、脂肪醛、脂肪胺、相反电性的表面活性剂、非离子表面活性剂、盐中的一种或多种的混合物。本发明充分发挥了Gemini表面活性剂分子结构优势导致的在气/液界面上的优良吸附性能，在此基础上，进一步结合表面活性剂复配技术，使由Gemini表面活性剂构筑的吸附膜结构更加致密，粘弹性能更好，这可大大延长稳定泡沫的时间，稳泡效果是传统表面活性剂的十余倍，可广泛用于需要高稳定泡沫的各种工农业场合。

Description

一种基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂

技术领域

本发明属于精细化学品配方技术领域，具体涉及一种基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂。

背景技术

泡沫是一种气体在液体中的分散体系，具有广泛的用途，如浮选分离、多孔材料制备、清洁剂、灭火剂、驱油剂、新型药物制剂等。稳定的泡沫要求分隔气泡的液膜坚韧稳定，常借助表面活性剂自发吸附形液膜来实现，该过程通常采用传统的单头基单烷烃尾链表面活性剂。Gemini表面活性剂通过联接链（spacer）将两个单头基单烷烃尾链表面活性剂的头基化学键合在一起而构成，当联接链远短于两个自由头基的静电平衡距离时，Gemini表面活性剂具有大大高于传统表面活性剂的自组织活性，尤其适合在气/液界面上形成排列致密的吸附层。我们最近研究表明具有这样结构的Gemini表面活性剂稳定泡沫的时间远高于传统表面活性剂[Colloid Polym. Sci. 2011, 289 (9), 1025-1034; Colloids Surfaces A, 2011, 384, 164-171; 物理化学学报，2012, 28(5), 1213-1217.]。表面活性剂复配技术常可实现比单组分更加致密的吸附层结构，从而有利于更好地稳定泡沫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂，依托Gemini表面活性剂在气/液界面上的优良吸附特性，辅以脂肪醇、脂肪醛、脂肪胺、相反电性的表面活性剂或盐等添加剂构成混合配方。这样可以使Gemini表面活性剂更加致密地排列在气/液界面上，形成稳定且具有高粘弹性的吸附膜，从而有效稳定泡沫。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂，以季铵Gemini表面活性剂为主成分，辅以脂肪醇、脂肪醛、脂肪胺、相反电性的表面活性剂、非离子表面活性剂、盐中的一种或多种的混合物。

所述季铵Gemini表面活性剂以聚亚甲基为联接链，其碳原子数为2-6个，或修饰有1-3个羟基；其烷烃尾链碳原子数为10-16个。

所述季铵Gemini表面活性剂的使用浓度在0.001-10 mmol/L。

所述脂肪醇、脂肪醛、脂肪胺的碳原子数为3-12个，使用的浓度范围为0.01-20 mmol/L。

所述相反电性的表面活性剂为烷基硫酸酯盐、烷基磺酸盐、烷基羧酸盐或烷基磷酸盐，使用的浓度范围为0.001-10 mmol/L。

所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，使用的浓度范围为0.001-10 mmol/L。

所述盐为简单或有机的卤盐、硫酸盐、磺酸盐、羧酸盐或磷酸盐，使用的浓度范围为0.01-100 mmol/L。

本发明的有益效果：充分发挥了Gemini表面活性剂分子结构优势导致的在气/液界面上的优良吸附性能，在此基础上，进一步结合表面活性剂复配技术，使由Gemini表面活性剂构筑的吸附膜结构更加致密，粘弹性能更好，这可大大延长稳定泡沫的时间，稳泡效果是传统表面活性剂的十余倍，可广泛用于需要高稳定泡沫的各种工农业场合。

附图说明

图1是测定泡沫稳定性的装置图。其中1是多孔玻璃砂芯，2是恒温水浴，3是转子流量计，4是缓冲减压器，5是空气泵。

具体实施方式

以下为本发明的具体实施案例，进一步描述本发明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

最佳实施例

以图1的装置测定含Gemini表面活性剂的稳泡剂配方的稳泡效果，具体实施过程为：在底部带有玻璃砂芯的起泡管（管内径25 mm，140 mm高度）中加入5 mL待测液体，待温度恒定后，气体以固定流速68 mL×min^-1经毛细管通入起泡管底部，泡沫体积达到20 mL后停止鼓泡，测定生成的泡沫衰减至一半所需的时间t _1/2，并以此作为泡沫的稳定性参数。

稳泡剂配方为0.9 mmol×L^-1的Gemini表面活性剂乙烷基-a-w-双十二烷基二甲基溴化铵和5.5 mmol×L^-1的己醇时，泡沫半衰期t _1/2=1497 min。

实施例2

稳泡剂配方为0.9 mmol×L^-1的Gemini表面活性剂乙烷基-a-w-双十二烷基二甲基溴化铵和1.0 mmol×L^-1的溴化钠时，泡沫半衰期t _1/2=1445 min。

实施例3

稳泡剂配方为0.7 mmol×L^-1的Gemini表面活性剂乙烷基-a-w-双十二烷基二甲基溴化铵和0.3 mmol×L^-1的十二烷基硫酸钠时，泡沫半衰期t _1/2=1223 min。

实施例4

稳泡剂配方为0.3 mmol×L^-1的Gemini表面活性剂丙烷基-a-w-双十六烷基二甲基溴化铵和0.01 mmol×L^-1的十二醇时，泡沫半衰期t _1/2=1903 min。

实施例5

稳泡剂配方为0.3 mmol×L^-1的乙烷基-a-w-双十二烷基二甲基溴化铵、1.5 mmol×L^-1的十二烷基硫酸钠和10 mmol溴化钠时，泡沫半衰期t _1/2=1245 min。

实施例6

稳泡剂配方为5.0 mmol×L^-1的Gemini表面活性剂2-羟基-丙烷基-a-w-双十烷基二甲基溴化铵和0.05 mmol×L^-1的十二烷基聚4乙氧基醚时，泡沫半衰期t _1/2=1031 min。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂，其特征在于：所述泡沫稳定剂以季铵Gemini表面活性剂为主成分，辅以脂肪醇、脂肪醛、脂肪胺、相反电性的表面活性剂、非离子表面活性剂、盐中的一种或多种的混合物。

2.根据权利要求1所述的基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂，其特征在于：所述季铵Gemini表面活性剂以聚亚甲基为联接链，其碳原子数为2-6个，或修饰有1-3个羟基；其烷烃尾链碳原子数为10-16个。

3.根据权利要求1所述的基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂，其特征在于：所述季铵Gemini表面活性剂的使用浓度在0.001-10 mmol/L。

4.根据权利要求1所述的基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂，其特征在于：所述脂肪醇、脂肪醛、脂肪胺的碳原子数为3-12个，使用的浓度范围为0.01-20 mmol/L。

5.根据权利要求1所述的基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂，其特征在于：所述相反电性的表面活性剂为烷基硫酸酯盐、烷基磺酸盐、烷基羧酸盐或烷基磷酸盐，使用的浓度范围为0.001-10 mmol/L。

6.根据权利要求1所述的基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种，使用的浓度范围为0.001-10 mmol/L。

7.根据权利要求1所述的基于Gemini表面活性剂的泡沫稳定剂，其特征在于：所述盐为简单或有机的卤盐、硫酸盐、磺酸盐、羧酸盐或磷酸盐，使用的浓度范围为0.01-100 mmol/L。