文档介绍：分类号:O631 单位代码:10110
学号:S20070510
中北大学
硕士学位论文
哌嗪系列双季铵盐表面活性单体的
合成与界面性能的研究
硕士研究生韩丽娜
指导教师程原
学科专业高分子化学与物理
2010 年 5 月 25 日
图书分类号 0631
硕士学位论文
哌嗪系列双季铵盐表面活性单体
的合成与界面性能的研究
指导教师(姓名、职称) 程原教授
申请学位级别理学硕士
专业名称高分子化学与物理
论文提交日期 2010 年 4 月 23 日
论文答辩日期 2010 年 5 月 31 日
学位授予日期年月日
论文评阅人
__吴跃焕___王建龙__
答辩委员会主席
2010 年 5 月 31 日
原创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,
独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文
不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究
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法律责任由本人承担。
论文作者签名: 日期: 2010 年 5 月 27 日
关于学位论文使用权的说明
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签名: 日期: 2010 年 5 月 27 日
导师签名: 日期: 2010 年 5 月 27 日
哌嗪系列双季铵盐表面活性单体的合成与界面性能的研究
摘要
本文以甲基丙烯酰氯、11-溴代十一醇、1,4-二甲基哌嗪和溴甲烷为原料采用一步酯
化、两步季铵化反应合成新型单季铵盐表面活性单体 1-甲基丙烯酸十一酯基溴化 1,4-二
甲基哌嗪(PQⅠ),并经过进一步季铵化得到相应的双季铵盐表面活性单体 1-甲基丙烯
酸十一酯基二溴化 1,4-二甲基哌嗪(PQⅡ)。
通过红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、元素分析等表征手段充分证明产物
的结构,结果表明,通过酰氯化、两次季铵化三步有机反应可合成制得哌嗪系列季铵盐
表面活性单体 PQⅠ和 PQⅡ。
采用表面张力测定仪(环法)与电导仪测定了 PQⅠ、PQⅡ的临界胶束浓度(CMC),
25℃下 PQⅠ、PQⅡ的 CMC 分别为: mmol/L 和 mmol/L,且对应的表面张力γcmc
分别为 mN/m 和 mN/m。由于 PQⅠ、PQⅡ的分子在水的表面排列时,其结构
中存在两个亲水基团,且带同种电荷,由于静电的相互排斥,分子在水表面的排列变的
疏松,取代水的能力降低,饱和吸附量减小,故表面活性不高。
使用紫外分光光度计测定了 PQⅠ和 PQⅡ在水中的溶解度;采用荧光探针法测定了
不同浓度时(C>CMC )PQⅠ和 PQⅡ的胶束聚集数 Nagg;并研究了 PQⅠ和 PQⅡ浓度
和外加盐浓度对 Nagg 的影响。实验结果表明表面活性单体 PQⅠ和 PQⅡ在水中的溶解
性强,但降低水表面张力的能力不高,即表面活性不高;与结构相同的一般表面活性单
体相比,PQⅠ和 PQⅡ的 CMC 较低,Krafft 点较低;PQⅠ和 PQⅡ的 Nagg 随浓度的增
大而逐渐变大,随外加盐浓度增加开始时变化不大,当外加盐浓度达到临界值 C*时,
其胶束聚集数迅速增大。
关键词哌嗪, 季铵盐, 表面活性单体, 界面性能
Synthesis and Interfacial Properties of Quaternary Ammonium
Cationic Surface Monomer Bearing Piperazine Group
Abstract Novel monovalent quaternary ammonium surface monomer
1-undecylmethacrylate-1-bromide-1,4-dimethylpiperazine (PQⅠ) and Divalent quaternary
ammonium surface monomer 1-undecylmethacrylatedi