以馬來(lai)酸(suan)酐為(wei)聯接劑，蓖(bi)麻油(you)酸(suan)、聚(ju)(ju)(ju)乙(yi)二(er)醇（n=10、15、20）為(wei)原料合(he)成(cheng)一系列新型的非離子(zi)表(biao)(biao)面活性劑——馬來(lai)酰蓖(bi)麻油(you)酸(suan)聚(ju)(ju)(ju)乙(yi)二(er)醇酯（MARAPEG-n），研究聚(ju)(ju)(ju)乙(yi)二(er)醇不同聚(ju)(ju)(ju)合(he)度（n）對產物(wu)物(wu)化性質的影(ying)響。結果(guo)表(biao)(biao)明：當聚(ju)(ju)(ju)乙(yi)二(er)醇的聚(ju)(ju)(ju)合(he)度n=10，15，20時，MARAPEG-n表(biao)(biao)面張力(li)范圍(wei)為(wei)32.84——51.93 mN/m，臨界膠束濃度范圍(wei)為(wei)0.029——0.096 g/L，HLB值(zhi)的范圍(wei)為(wei)12.84——15.14，乳化時間范圍(wei)為(wei)1063——706 s，潤濕時間范圍(wei)為(wei)640——865 s，濁(zhuo)點范圍(wei)為(wei)20——71℃。

雙子(zi)表(biao)面(mian)活(huo)(huo)性(xing)劑(ji)（Gemini surfactants）是由間隔基團通(tong)過化學鍵聯(lian)接兩個疏水(shui)(shui)(shui)基團和兩個親水(shui)(shui)(shui)基團的(de)離(li)子(zi)頭基構成的(de)一類新型(xing)表(biao)面(mian)活(huo)(huo)性(xing)劑(ji)。近年來(lai)，由于雙子(zi)表(biao)面(mian)活(huo)(huo)性(xing)劑(ji)降低(di)(di)水(shui)(shui)(shui)溶液的(de)表(biao)面(mian)張力強，具有低(di)(di)的(de)臨界膠束濃度及好的(de)水(shui)(shui)(shui)溶性(xing)等優(you)點而成為國際(ji)上(shang)研(yan)究最(zui)多(duo)最(zui)熱的(de)表(biao)面(mian)活(huo)(huo)性(xing)劑(ji)之(zhi)一。

對于雙子(zi)(zi)(zi)表(biao)(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)的(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)質探討過程中發現(xian)，聯結(jie)基(ji)團(tuan)的(de)結(jie)構(gou)及種類對雙子(zi)(zi)(zi)表(biao)(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)的(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能有(you)著(zhu)不可忽略的(de)影響。羅利娟等(deng)(deng)合成(cheng)系列陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)雙子(zi)(zi)(zi)表(biao)(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)，并研究聯接基(ji)亞甲(jia)基(ji)鏈的(de)長短對雙子(zi)(zi)(zi)表(biao)(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)表(biao)(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)影響，結(jie)果發現(xian)隨著(zhu)亞甲(jia)基(ji)鏈的(de)增長，親水基(ji)間(jian)的(de)相互斥力降低，雙子(zi)(zi)(zi)表(biao)(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)的(de)臨界(jie)膠束濃度（cmc）值先減小后增大(da)。2006年，譚中良等(deng)(deng)合成(cheng)了系列聯接基(ji)不同(tong)的(de)陰(yin)離子(zi)(zi)(zi)孿(luan)連表(biao)(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)，并測(ce)定其表(biao)(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)，結(jie)果發現(xian)，孿(luan)連表(biao)(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)的(de)表(biao)(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)隨著(zhu)其聯接基(ji)鏈的(de)增大(da)而增強(qiang)，但聯接基(ji)中引入氧(yang)原子(zi)(zi)(zi)則(ze)會降低其表(biao)(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)。

本文以聚乙(yi)二醇（聚合度n=10、15、20）與蓖麻油(you)酸為原料，馬(ma)來(lai)酸酐為聯接劑(ji)(ji)合成了(le)(le)系列非離(li)子(zi)雙子(zi)表面活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)MARAPEG-n（n=10、15、20），通過(guo)測試(shi)其表面張力(li)、臨(lin)界(jie)膠束濃度、乳化(hua)力(li)等物化(hua)性(xing)(xing)能，研究了(le)(le)聚乙(yi)二醇聚合度對(dui)雙子(zi)表面活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)物化(hua)性(xing)(xing)能的影響。

1、實驗部分

1.1試劑

蓖麻油酸(suan)（CP），聚乙(yi)(yi)二(er)(er)醇400（CP），聚乙(yi)(yi)二(er)(er)醇600（CP），聚乙(yi)(yi)二(er)(er)醇800（CP），馬來酸(suan)酐（AR），硼酸(suan)（AR），氫氧化鈉(na)(na)（AR），無(wu)水乙(yi)(yi)醇（AR），乙(yi)(yi)酸(suan)乙(yi)(yi)酯（AR），吡啶（AR），對(dui)甲苯磺酸(suan)（AR），酚酞指示劑（AR），正丁醇（AR），醋酸(suan)鈉(na)(na)（AR），苯（AR），液體石蠟(la)（AR），1,4-二(er)(er)氧六環（AR）。

1.2馬亞酰蓖麻油酸聚乙二醇馬來酸酯的合成

1.2.1實驗方法

先將硼酸與(yu)聚(ju)乙(yi)二(er)醇(chun)(chun)進(jin)行(xing)酯化反應，對聚(ju)乙(yi)二(er)醇(chun)(chun)的(de)一(yi)端(duan)(duan)羥(qian)基進(jin)行(xing)保護，然后蓖(bi)麻油(you)酸與(yu)聚(ju)乙(yi)二(er)醇(chun)(chun)的(de)另一(yi)端(duan)(duan)羥(qian)基進(jin)行(xing)酯化反應，生(sheng)成蓖(bi)麻油(you)酸聚(ju)乙(yi)二(er)醇(chun)(chun)硼酸酯，再用馬來酸酐與(yu)蓖(bi)麻油(you)酸聚(ju)乙(yi)二(er)醇(chun)(chun)硼酸酯中(zhong)的(de)仲羥(qian)基進(jin)行(xing)酯化反應，最后將硼酸酯鍵水(shui)解，得到馬來酰(xian)蓖(bi)麻油(you)酸聚(ju)乙(yi)二(er)醇(chun)(chun)酯。

1.2.2實(shi)驗步驟

（1）聚乙(yi)二(er)醇與硼酸(suan)的酯化

將0.12 mol聚乙(yi)二醇和0.04 mol硼酸依次裝入帶有(you)攪拌器(qi)、分水器(qi)、回流冷(leng)凝器(qi)的三口燒瓶中，并連接減(jian)壓裝置。加熱(re)至120℃，在負壓下進行反應(ying)至出水量不變，酯化(hua)過程如下所示：

（2）蓖(bi)麻油酸與(yu)聚乙(yi)二醇硼酸酯的酯化(hua)

待反應液冷卻至50℃，向反應液中加入0.12 mol蓖麻(ma)油(you)酸(suan)與(yu)催化(hua)劑對甲基(ji)苯磺酸(suan)（PTS的質(zhi)量(liang)為(wei)蓖麻(ma)油(you)、聚乙(yi)二酸(suan)與(yu)硼酸(suan)總質(zhi)量(liang)的1%），升溫至140℃，在負壓下進行反應，至體系(xi)酸(suan)值(zhi)不變，酯(zhi)化(hua)過程如(ru)下所示：

（3）馬來(lai)酸酐(gan)與蓖麻油酸聚乙二(er)醇硼酸酯的酯化(hua)

待反(fan)(fan)應(ying)(ying)液冷卻(que)至(zhi)室溫，向(xiang)反(fan)(fan)應(ying)(ying)液中依次加(jia)入(ru)0.06 mol馬來(lai)酸(suan)酐(gan)，PTS（PTS的(de)質量為蓖麻油、聚乙(yi)二酸(suan)與(yu)硼酸(suan)總質量的(de)3%）與(yu)50 mL苯(ben)，升溫至(zhi)110℃，反(fan)(fan)應(ying)(ying)至(zhi)出水量不變(bian)，酯化過(guo)程如下所示：

Y為—CH==CH—

（4）硼酸酯鍵的水解

向上述溶(rong)液中(zhong)(zhong)加入(ru)固體醋酸(suan)(suan)鈉中(zhong)(zhong)和(he)催(cui)化劑(ji)對甲基(ji)苯磺酸(suan)(suan)，然(ran)后再加入(ru)20 mL蒸(zheng)餾(liu)水(shui)，在100℃下(xia)，水(shui)解(jie)至實測羥值（提純(chun)后產(chan)品的(de)羥值）與(yu)理論(lun)羥值（目(mu)標(biao)產(chan)物的(de)理論(lun)計(ji)算值）接近并趨于不變。趁熱倒入(ru)分(fen)液漏斗中(zhong)(zhong)，加入(ru)飽和(he)食鹽水(shui)，靜止分(fen)層(ceng)，下(xia)層(ceng)為對甲基(ji)苯磺酸(suan)(suan)鈉、少(shao)量(liang)(liang)未反應的(de)聚(ju)乙二(er)醇和(he)馬(ma)來酸(suan)(suan)酐的(de)水(shui)溶(rong)液。取上層(ceng)溶(rong)液，加入(ru)少(shao)量(liang)(liang)的(de)乙酸(suan)(suan)乙酯(zhi)萃(cui)取，靜止分(fen)層(ceng)，少(shao)量(liang)(liang)未反應的(de)蓖麻油酸(suan)(suan)溶(rong)于上層(ceng)乙酸(suan)(suan)乙酯(zhi)溶(rong)液中(zhong)(zhong)。向下(xia)層(ceng)溶(rong)液中(zhong)(zhong)加入(ru)無水(shui)硫酸(suan)(suan)鎂干燥，抽(chou)濾，減(jian)壓蒸(zheng)餾(liu)出殘留的(de)乙酸(suan)(suan)乙酯(zhi)，得到黃色(se)黏稠(chou)液體即目(mu)標(biao)產(chan)物，水(shui)解(jie)過程(cheng)如下(xia)所(suo)示：

采用HG/T 2609-95乙酰化法和(he)(he)HG/T 2809-95酸堿(jian)滴定法分(fen)別測(ce)定體系的羥(qian)值(zhi)和(he)(he)酸值(zhi)。

1.3性(xing)能測(ce)定

1.3.1表面(mian)張力及臨界膠束濃度(du)

 采用最大泡壓法測定所合成(cheng)的表面活(huo)性劑的表面張力(li)及臨界膠束濃度。

1.3.2HLB值測(ce)定

稱(cheng)取0.2 g表(biao)面活性劑，將(jiang)其(qi)溶解(jie)在(zai)20 mLV（1,4-二氧六(liu)環）∶V（苯）=22.5∶1的混合溶劑中，用(yong)蒸餾水(shui)滴(di)定至明(ming)顯可見(jian)渾濁(zhuo)，記錄所需(xu)的水(shui)量W/mL，代(dai)入下式，計(ji)算HLB值(zhi)。

HLB=23.64lgW-10.16

1.3.3乳化力測(ce)定

稱取40 mL質量濃度為(wei)1 g/L的(de)表面活性劑試樣水溶(rong)液和40 mL液體石蠟于配(pei)有玻(bo)璃塞的(de)三角(jiao)瓶內。捏緊玻(bo)璃塞，上下劇烈振(zhen)動5下，靜止1 min，再(zai)同樣振(zhen)動5下，靜止1 min，重復5次。將乳濁液倒(dao)入(ru)100 mL量筒中(zhong)，水油(you)兩相逐漸分(fen)開(kai)，至水相分(fen)出10 mL時(shi)(shi)，記錄分(fen)出的(de)時(shi)(shi)間。

1.3.4濁點測(ce)定

采用GB/T 5559-93的方法測定濁(zhuo)點(dian)。

1.3.5潤濕力測定(ding)

配制1 g/L的表(biao)面活(huo)性(xing)劑試樣(yang)溶液500 mL，將試液倒入500 mL燒杯中(zhong)(zhong)。用浸(jin)沒夾夾住圓棉布(bu)(bu)片（0.55 g），浸(jin)入試液中(zhong)(zhong)，當(dang)布(bu)(bu)片下(xia)端一接觸試液，立即(ji)啟(qi)動秒(miao)表(biao)，將浸(jin)沒夾張開(kai)并(bing)使布(bu)(bu)片始終保持浸(jin)沒在(zai)試液中(zhong)(zhong)，當(dang)布(bu)(bu)片開(kai)始下(xia)沉時，停(ting)止秒(miao)表(biao)，記錄時間。