1實驗部分

1.1試劑與儀器

2，5，8，11-四(si)甲基~6-十(shi)二炔~5，8-二醇（G.C.級(ji)，純(chun)度(du)98%），湖北廣奧生物(wu)科技有限(xian)公司(si)；環氧乙烷（A.R.級(ji)，純(chun)度(du)99%），杭州電化助劑有限(xian)公司(si)；三乙胺(an)（A.R.級(ji)，純(chun)度(du)99.5%），薩恩化學(xue)技術（上海(hai)）有限(xian)公司(si)；液體石蠟(la)（A.R.級(ji)），國(guo)藥集(ji)團化學(xue)試劑有限(xian)公司(si)；去(qu)離(li)子水(shui)（電阻(zu)率18 MΩ·cm），由(you)上海(hai)和泰(tai)儀器有限(xian)公司(si)Master-S15超純(chun)水(shui)機制備(bei)。

GSH-5型(xing)(xing)高壓反應釜，威海(hai)匯鑫化工機械有(you)限(xian)公(gong)(gong)司(si)；Nicolet 6700型(xing)(xing)傅里葉(xie)變換紅外(wai)光譜儀(yi)(yi)（FTIR），美(mei)國(guo)賽(sai)默飛世爾科技公(gong)(gong)司(si)；Bruker Avance IIIHD 500 MHz型(xing)(xing)核磁共振波(bo)譜儀(yi)(yi)（NMR），德國(guo)Bruker公(gong)(gong)司(si)；Waters 1515型(xing)(xing)凝(ning)膠色譜儀(yi)(yi)（GPC），美(mei)國(guo)沃特世有(you)限(xian)公(gong)(gong)司(si)；F-280型(xing)(xing)熒光分光光度(du)計，日本Hitachi公(gong)(gong)司(si)；OCA-15EC型(xing)(xing)接觸角測量(liang)儀(yi)(yi)，德國(guo)DataPhysics Instruments公(gong)(gong)司(si)；JZ-10T型(xing)(xing)臺式均質機，杭州齊威儀(yi)(yi)器有(you)限(xian)公(gong)(gong)司(si)；Olympus BX51型(xing)(xing)光學顯微(wei)鏡，日本Olympus公(gong)(gong)司(si)。

1.2實驗過程(cheng)

1.2.1表(biao)面活性(xing)劑的合成

4種(zhong)表面活性劑的(de)合成(cheng)條件相同，以P1的(de)合成(cheng)為(wei)例。首先將(jiang)450 g（1.77 mol）2，5，8，11-四甲基~6-十二炔~5，8-二醇(chun)加入(ru)到高壓(ya)反應(ying)釜(fu)(fu)中(zhong)，用(yong)高純(chun)氮氣置(zhi)(zhi)換釜(fu)(fu)內氣體3次；隨(sui)后(hou)加入(ru)3.65 g（0.036 mol）三乙(yi)(yi)胺(an)，升(sheng)溫至75℃后(hou)勻速通(tong)入(ru)316 g（7.18 mol）環氧乙(yi)(yi)烷，并(bing)持(chi)續反應(ying)3.5 h；反應(ying)完成(cheng)后(hou)，將(jiang)反應(ying)釜(fu)(fu)冷卻至室(shi)溫，打開反應(ying)釜(fu)(fu)閥(fa)門將(jiang)殘余的(de)環氧乙(yi)(yi)烷排放(fang)至尾(wei)氣吸收(shou)裝置(zhi)(zhi)，收(shou)集粗產(chan)物(wu)；通(tong)過旋轉(zhuan)蒸發儀除去粗產(chan)物(wu)中(zhong)的(de)三乙(yi)(yi)胺(an)，得到739 g淡黃(huang)色液體，產(chan)率(lv)為(wei)96.5%.P2，P3和P4的(de)合成(cheng)步驟(zou)與表征見本文支持(chi)信息圖(tu)S1——S4.

1.2.2表面(mian)張(zhang)力和臨界膠(jiao)束濃(nong)度的測試

利用(yong)接觸角測量(liang)儀(yi)，采用(yong)液(ye)(ye)滴(di)體(ti)積法測試表(biao)面(mian)(mian)活(huo)性劑溶液(ye)(ye)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)張力。通過恒溫水浴控制溫度為（25±1）℃，每(mei)個樣品溶液(ye)(ye)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)張力重復測試3次，結果(guo)取平均值(zhi)。γ-lgc曲線(xian)上拐(guai)點處(chu)對應的(de)(de)濃度即為表(biao)面(mian)(mian)活(huo)性劑的(de)(de)cmc.

按下式計算表面(mian)活(huo)性(xing)劑在(zai)空氣/水界面(mian)處的(de)飽和吸(xi)(xi)附(fu)量（Γmax，μmol/m2）、最(zui)小分(fen)子吸(xi)(xi)附(fu)面(mian)積（Amin，nm2）、表面(mian)活(huo)性(xing)效率（pc20）、標準膠束(shu)化(hua)自由能(neng)（ΔG0mic，kJ/mol）和標準吸(xi)(xi)附(fu)自由能(neng)（ΔG0ads，kJ/mol）：

式中：γ（mN/m）為(wei)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力；T為(wei)絕對溫度，本文為(wei)298.15 K；R［8.314 J/（mol·K）］為(wei)氣(qi)體常數；c（mol/L）為(wei)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)的濃度；非離子Gemini表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)n值取1；NA為(wei)阿伏伽德羅常數，一般(ban)取值為(wei)6.02×1023 mol-1；dγ/dlgc為(wei)在(zai)（25±1）℃下cmc前γ隨表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)濃度對數的變化率（表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力曲線(xian)的斜率）；c20（mol/L）為(wei)將水表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力降低20 mN/m所需表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)的濃度；γ0（mN/m）為(wei)純(chun)水表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力；γcmc（mN/m）為(wei)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)水溶液(ye)最低表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力。

1.2.3熒光法測定(ding)臨(lin)界膠束濃(nong)度(du)

配制濃(nong)度(du)為1.0×10?3 mol/L的(de)芘甲醇溶(rong)(rong)液(ye)，將5μL芘甲醇溶(rong)(rong)液(ye)加(jia)入玻璃瓶中，自(zi)然揮發掉溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)后(hou)加(jia)入5 mL不同(tong)濃(nong)度(du)的(de)表(biao)面活性劑(ji)(ji)水溶(rong)(rong)液(ye)，超(chao)聲(sheng)24 h得到相同(tong)芘含量的(de)不同(tong)濃(nong)度(du)表(biao)面活性劑(ji)(ji)溶(rong)(rong)液(ye)，測試(shi)其在350——500 nm范(fan)圍內的(de)熒光發射(she)光譜(pu)。記錄第(di)1個(ge)峰（373 nm）和第(di)3個(ge)峰（384 nm）處的(de)峰強度(du)，并計算比(bi)值(zhi)（I1/I3）。將I1/I3對水溶(rong)(rong)液(ye)的(de)濃(nong)度(du)對數作圖，突變點為對應的(de)臨界膠(jiao)束濃(nong)度(du)。

1.2.4潤濕(shi)性(xing)能測(ce)試

采用座滴(di)法測量（25±1）℃時表面(mian)活性劑溶(rong)液在PTFE表面(mian)的接觸角(jiao)，每個樣品重復測定3次(ci)，結果取(qu)平均值。 

1.2.5泡沫性能測試(shi)

采用具塞(sai)(sai)量(liang)筒(tong)振(zhen)蕩法分別測(ce)定不同濃度下表(biao)面(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)P1，P2，P3和P4的(de)泡(pao)(pao)沫性能(neng)。將5 mL表(biao)面(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)溶(rong)液(ye)加入25 mL具塞(sai)(sai)量(liang)筒(tong)中，塞(sai)(sai)緊塞(sai)(sai)子后(hou)上(shang)下振(zhen)蕩20次，記錄(lu)0 s時泡(pao)(pao)沫體(ti)(ti)(ti)積(ji)和靜置(zhi)5 min后(hou)的(de)泡(pao)(pao)沫體(ti)(ti)(ti)積(ji)，每個樣品(pin)平(ping)行(xing)測(ce)試3次，結果取平(ping)均值。用0 s時初始(shi)泡(pao)(pao)沫的(de)體(ti)(ti)(ti)積(ji)衡量(liang)表(biao)面(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)的(de)發泡(pao)(pao)能(neng)力，用5 min后(hou)泡(pao)(pao)沫的(de)體(ti)(ti)(ti)積(ji)與0 s時初始(shi)的(de)泡(pao)(pao)沫體(ti)(ti)(ti)積(ji)的(de)比值衡量(liang)表(biao)面(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)泡(pao)(pao)沫的(de)穩定性。

1.2.6乳化性能測試

采用JZ-10T型臺式均質(zhi)(zhi)機測定0.1，1.0，2.0和3.0 g/L濃度下P1，P2，P3和P4的乳(ru)(ru)(ru)化性(xing)能。將混(hun)合在玻璃(li)瓶中(zhong)的10 mL表(biao)面活性(xing)劑水(shui)溶液(ye)與10 mL液(ye)態石蠟以13000 r/min的轉速均質(zhi)(zhi)2 min.靜置1 h后記錄(lu)油(you)相(xiang)(xiang)、乳(ru)(ru)(ru)化相(xiang)(xiang)以及水(shui)相(xiang)(xiang)的體(ti)積(ji)。用乳(ru)(ru)(ru)化相(xiang)(xiang)的體(ti)積(ji)大小評價表(biao)面活性(xing)劑的乳(ru)(ru)(ru)化能力。采用Olympus BX51型光(guang)學顯微鏡觀察乳(ru)(ru)(ru)液(ye)的形(xing)貌。

1.2.7去污性(xing)能測(ce)試

取(qu)兩個相同規格的(de)樣品(pin)瓶(ping)，分(fen)別在內壁均勻涂抹等(deng)量的(de)硅油并稱重(zhong)。隨后(hou)各加(jia)10 mL去(qu)離子水(shui)和10 mL 3 g/L表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)劑水(shui)溶液，超聲(sheng)5 min清(qing)洗去(qu)除油污(wu)，倒(dao)置樣品(pin)瓶(ping)直至液體不再流出后(hou)烘干稱重(zhong)。利用清(qing)洗掉硅油的(de)質量與清(qing)洗前硅油的(de)質量比衡量表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)劑的(de)去(qu)污(wu)性(xing)能。