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中国日化院推出双子季铵盐外表活性剂GC系列产物
2019/09/20 08:45:08

来历:中国洗濯用操行业信息网

作者:

导读:


中国日化院

双子季铵盐外表活性剂GC系列产物先容


双子季铵盐外表活性剂部分机能测试功效

1. GC-A的界面张力

表1-1  GC-A与火油间界面张力


表1-2  GC-A与白油间界面张力

t, min

差别浓度(g/L)下的界面张力

1

0.5

0.25

0.1

0.05

0.025

1

0.26

0.33

0.20

0.42

0.10

0.71

5

0.32

0.42

0.19

0.38

0.025

0.66

10

0.32

0.37

0.19

0.37

0.022

0.69

2. GC-B的界面张力

表2-1  GC-B与火油间界面张力

t, min

差别浓度(g/L)下的界面张力

1

0.5

0.1

0.05

0.025

0.01

1

0.11

0.087

0.016

0.0040

0.14

0.36

5

0.11

0.085

0.016

0.0042

0.037

0.27

10

0.11

0.092

0.024

0.0072

0.0028

0.18

表2-2  GC-B与白油间界面张力

t, min

差别浓度(g/L)下的界面张力

1

0.1

0.05

1

0.57

0.10

0.59

5

0.58

0.12

0.20

10

0.58

0.15

0.19

 

3. 两种双子季铵盐外表活性剂的抑菌机能

品名

菌种

样品浓度(mg/L)

抑菌率/%

GC-A

金黄色葡萄球菌

20

100

10

97

大肠杆菌

20

100

10

96

GC-B

金黄色葡萄球菌

20

100

10

100

大肠杆菌

20

100

10

100

 

4. 双子季铵盐外表活性剂GC-A 在白腊膜上的打仗角

 

时候(s

品德浓度,g/L

0.05

0.1

0.25

0.5

1

95.8

95.3

85.4

75.5

60

91.9

81.7

68.1

67.0

120

86.7

77.2

66.3

65.4

倡议:该产物用于润湿反转时,利用浓度不宜太高,以避免构成双份子吸附。

 

  双子季铵盐外表活性剂的财产利用

  双子季铵盐外表活性剂,又称阳离子Gemini 外表活性剂,是经由进程毗连基团将两个或两个以上单链阳离子外表活性剂毗连起来的一类新型外表活性剂。双子季铵盐外表活性剂特别的双N+头基份子布局付与其怪异的归天机能,比拟传统单链季铵盐,具备加倍杰出的表/界面活性、抑菌杀菌性和怪异的流变行动,并且具备润湿性好和乳化才能强等长处。

  双子季铵盐外表活性剂今朝在杀菌消毒、油田、金属缓蚀、纺织印染、污水处置和新资料等范畴有着庞大的利用代价并取得了普遍存眷。

  1. 在杀菌消毒范畴中的利用

  因为双子季铵盐外表活性剂份子中含有两个带正电的亲水基和两个疏水链,比拟传统单链季铵盐(1231和1227)具备更强的杀灭细菌的才能,并且具备低毒、普遍的生物活性和杰出的水溶性。

  利用范畴:①在小我照顾护士品、化装品和造纸财产杀菌防腐方面具备极大的利用代价;②可作为财产冷却轮回水的高效杀菌剂,降落对管道的梗塞和装备的侵蚀;③在油田三次采油作为缓蚀杀菌剂(1227)的替换品,降落细菌(硫酸盐复原菌、铁细菌和腐生菌等)对煤油保送管线的侵蚀并处置细菌耐药性的题目。

  双子季铵盐外表活性剂杀菌消毒机理:① 双子季铵盐外表活性剂份子布局中具备两条疏水链,这有益于其疏水基深切菌体细胞的类脂层,亲水基深切卵白层,致使酶落空活性和卵白量变性;② 份子布局中含有两个N+头基,在引诱感化下双子季铵盐头基正电荷密度增添,这使外表活性剂更轻易吸附于细菌外表,转变细菌细胞壁渗入性并使其分裂,到达杀灭细菌的功效。

  文献实例:

  赵剑曦等研讨标明,双子季铵盐外表活性剂的杀菌功效较着优于传统季铵盐,当对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀灭功效不异时,双子季铵盐外表活性剂的利用量仅为后者的1/25,杀灭白念球菌的利用量仅为后者的1/40,表现出高效的杀菌特征。

  在煤油财产杀菌范畴,刘庆旺等研讨了双子季铵盐(16-4-16)、1227和异噻唑啉酮对硫酸盐复原菌、铁细菌和腐生菌的杀灭功效。功效发明三种杀菌剂的杀灭功效都到达规范,但双子季铵盐外表活性剂的杀灭功效更好,并能够或许或许或许降落细菌耐药性。

  2. 在三次采油中的利用

  2.1 作为油田洁净压裂液利用

  压裂液是对油气层停止压裂革新时利用的任务液,其首要感化是经由进程将空中高压通报到地层使其构成裂痕保送支持剂。传统压裂剂瓜尔胶、羟乙基纤维素等高份子聚合物会在裂痕中留下残渣危险地层,构成地层渗流才能降落和产能降落。双子季铵盐外表活性剂因其怪异的流变性和低危险性,显现其在粘弹性外表活性剂压裂液(VES)中具备杰出的利用远景。

  文献实例:

  贾振福等研讨制备了新型双子季铵盐外表活性剂:双18烷基-四醇乙基-二溴乙二胺,和其余辅剂制备新型洁净压裂液系统。该系统具备杰出的粘弹性、悬砂机能、高温消融性和抗温不变机能。此压裂液在中海油渤海煤油已投入利用。

  朱赤军等以长碳链含羟基双子季铵盐作为酸液稠化剂制备了一种洁净压裂液,功效标明该压裂液具备杰出的热不变性和抗剪切、缓速、抗盐、破胶机能,用于酸化压裂功课可有用改良压裂功效,进步压裂效力,是一种抱负的洁净压裂液。

  2.2 灌水井化学降压增注

  灌水井颠末持久灌水后,因为液阻效应、水锁危险、粘土运移、地层结垢和细菌的大批滋生使得储层严峻梗塞,而这一题目在近井地带尤其凸起,从而致使水井灌水压力居高不下、灌水量严峻不够。

  化学法降压增注首要是经由进程含有双子季铵盐的降压增注剂注入水井内来降落油水界面张力,削减贾敏效应,增添油的活动才能;转变岩石外表润湿性,使得油藏加倍亲水,阐扬毛管力的感化;按捺粘土收缩,削减对地层的危险;按捺微生物的发展,削减对井底和地层危险;进步注入水的渗入才能,到达低渗入油田降压增注的目标。并且降压增注手艺具备必然的驱油功效。

  文献实例:

  付亚荣选用晋95站原油和晋95-2井注入水,对含有外表活性剂的降压增注剂FYR-ZZ停止降压增注摹拟尝试。功效标明:利用灌水井降压增注剂后,增添了灌水量,降落了灌水压力,灌水泵负荷加重,进步了灌水管线宁静系数,同时具备必然的增有功效,并且灌水井注入压力的降落,节流了电能。

  2.3 在三次采油顶用作高效化学驱油剂

  双子季铵盐比拟传统单链季铵盐具备更好的外表活性和更低的临界胶束浓度,并且在极低浓度下便可构成柔性线状胶束并彼此环绕纠缠而成为网状布局,溶液粘度大幅晋升并具备切稀特征,特别的流变性子可有用转变油水流度比,扩展涉及体积,进步驱油效力。将含有此类双子季铵盐的溶液系统注上天层,不只能够或许或许极大降落油水界面张力(到达10-3 mN/m),转变油的流变性和乳化性,还能够或许或许改良地层外表润湿性(发生润湿反转),减小油对地层外表的粘附力,洗油才能的大进步;还能够或许或许构成比拟不变的油水乳状液,使活动和采出变得加倍轻易。

  文献实例:

  范振忠课题组对三种双子季铵盐(m-n-m型)的驱油效力停止了研讨,岩心驱替功效标明此类双子季铵盐与通俗外表活性剂复配能够或许或许或许大幅度进步原油采收率,可成为三次采油用的高效驱替剂。

  3. 流体节能减阻剂

  跟着环球经济的增加,人类面对愈来愈深入的能源危急,若何降落长间隔管道流体保送进程中的活动摩阻阻力,减小泵站的能源耗损,是节能减阻手艺开辟中的首要一环。

  插手流体化学减阻剂能够或许或许大幅度减小活动进程的阻力,降落泵的耗损,这类景象称为Toms效应。今朝最经常利用的减阻剂为高份子和外表活性剂。高份子在泵的机器剪切下易发生链断裂,减弱减阻机能,不合适闭路轮回式系统。外表活性剂胶束具备自组装机能,高速剪切后可自觉答复到剪切的布局,具备杰出的可逆性,对轮回式和非轮回式流体保送系统都合用。与传统外表活性剂比拟,双子外表活性剂具备更杰出的外表活性和自组装特征,在流体减阻系统具备极大的利用代价。

  文献实例:

  方波研讨了双子季铵盐外表活性剂(C18-3-C18型)与水杨酸钠构成的胶束系统的流变和减阻机能。功效标明该胶束系统可有用降落直管活动磨擦阻力,远优于传统单链季铵盐CTAC/水杨酸钠的胶束系统。

  4. 在金属缓蚀范畴中的利用

  金属侵蚀可转变金属资料的力学和归天机能,会对财产出产和糊口举措措施构成极大的经济丧失。双子季铵盐外表活性剂在金属抗侵蚀方面较之传统单链季铵盐表现出更凸起的机能,具备高效、无毒的特征。其能够或许或许或许经由进程其双N+头基强的静电吸收力使疏水链在金属外表构成致密的吸附薄膜,较着降落金属在化学介质中的侵蚀行动。今朝在煤油化工、运输、钢铁和机器等范畴有着普遍利用。

  外表活性剂金属缓蚀机理:金属外表普通带负电荷,双子季铵盐外表活性剂溶于水后则在水中离解为带两个电荷的阳离子,双子季铵盐外表活性剂离子经由进程静电引力吸附在金属外表,疏水基团可在金属外表构成一层致密的疏水性膜,能很好的隔断水或其余防侵蚀性物资与金属的打仗,从而到达高效金属缓蚀的目标。

  文献实例:

  高志农等研讨了系列双子季铵盐外表活性剂(m-n-m型)在1mM HCl 介质中对铝的防腐功效。功效标明此类双子季铵盐对铝在酸性介质中具备杰出的防腐功效,在临界胶束浓度下具备最好的防腐功效。进一步的尝试标明此类双子季铵盐对各种金属都有高效的防腐功效,具备极高的金属缓蚀利用代价。

  李俊等研讨了系列羟丙基双子季铵盐(Cn-3OH-Cn)在H2S/CO2侵蚀介质中对L360钢的缓蚀感化。功效标明,在浓度为35 mg/L时缓蚀率到达95%以上。是一种阴极按捺为主的夹杂型缓蚀剂。

  5. 在纺织印染行业的利用

  5.1 可作为涤纶织物碱减量增进剂和阳离子染料染色缓染剂

  双子季铵盐对涤纶织物的碱减量处置具备较着的增进感化,处置后的织物强力丧失较小,且织物的悬垂性、透气性和保湿率都能够或许或许或许有用改良,经阳离子染料处置的纤维结晶度和玻璃化温度较低,纤维外部布局比拟疏松,是以吸附速度较快。在染猜中插手的双子季铵盐进步前辈入纤维外部和磺酸基阴离子连系,待阳离子染料出来后再将其替换上去,从而减缓染料吸附速度,起到缓染的功效。

  王荣祥等将双子季铵盐(m-n-m型)利用于涤纶织物碱减量增进剂缓和染剂,发明该类双子季铵盐对涤纶织物的碱减量处置具备较着的增进感化,清算后织物机能杰出,机能较着优于传统单链季铵盐。

  5.2 可用于改良锦纶印花麻点

  锦纶在酸性染料印花时易在外表发生麻点,表现为在织物外表部分堆积。经由进程增加恰当双子季铵盐,使得阴离子染料和双子季铵盐在布面构成空间网状布局,使染料在印花台升起或枯燥进程中不易挪动,避免纺织麻点的发生。双子季铵盐与酸性染料构成的不变彼此感化有益于削减印花麻点的发生。

  有研讨标明,含羟基双子季铵盐与其余助剂复配利用时,能够或许或许或许消弭染料在锦纶印花时发生的麻点。

  5.3 棉麻织物染色进程中的低盐工艺

  棉织物染料染色进程中大批无机盐的利用给污水处置带来极大坚苦,无盐/低盐/代用碱染色已成为研讨热门。经由进程少许双子季铵盐改性棉纤维,再停止活性染料递延染色,能够或许或许或许极大削减无机盐的用量,有益于降落本钱,削减盐对环境的净化,并可进步产物的品德。

  贾丽华等经由进程酯基双子季铵盐作为助剂对亚麻织物用活性染料停止染色,活性黄M-3RE的上染率、固色率达85%以上,该类双子季铵盐处置亚麻织物的染色机能优于传统季铵盐-CTAB,上色率和固色率别离进步了近10%。

  6. 在污水管理方面的利用

  双子季铵盐比拟传统季铵盐具备极强的吸附感化,是以常被用作吸附剂来清算液体中的净化物。经由进程外表活性剂管理污水起首须要将外表活性剂吸附于粘土或沙土等介质上,再用后者停止净化物的吸附。这是一种有用的治污手腕。

  文献实例:

  刘学敏课题组经由进程酰胺基双子季铵盐作为无机插层剂利用于蒙脱土的改性,功效标明双子季铵盐胜利拔出蒙脱土片层间,改性后的蒙脱土对水中对氯苯酚的吸附量是未改性原土的6倍,对废水中无机物的去除显现出杰出的利用代价。

  Rosen等研讨了传统季铵盐和双子季铵盐对2-萘酚的吸附环境。功效发明,附有双子季铵盐的蒙脱土对2-萘酚的吸附量是传统季铵盐改性蒙脱土吸附量的15倍,附有双子季铵盐的沙子、石灰石是传统的3倍,双子季铵盐比拟传统季铵盐具备吸附量大,效力更高的特色。

  7. 制备介孔新资料

  介孔份子筛具备较大的可控孔径和高的比外表积,今朝大批利用于煤油的催化裂解、分手和纳米迷信等范畴。双子季铵盐因为其布局的多变机能够或许或许在水溶液中构成多种特别布局的堆积体,在介孔资料制备进程中能够或许或许起到模板剂的感化,是以能够或许或许经由进程节制双子季铵盐烷基链的长度、联络基团的长度和品种来制备差别晶相、差别孔径的硅酸盐份子筛。双子季铵盐比拟传统单链季铵盐用量少少,本钱更低。

  文献实例:

  Vander Voort等经由进程调理双子季铵盐(m-n-m型)的联络基团长度可制备出差别晶形的介孔资料。当n=10,12时,可制备出MCM-48型份子筛;当n较小时,合适制备MCM-41。

  胡军等别离以柔性联络基团双子季铵盐和刚性联络基团双子季铵盐为模板剂研讨了联络基团对硅基介孔资料的影响。当联络基团为柔性的亚甲基时,功效与Vander Voort分歧;当联络基团含有羟基时,可制备出层状资料布局;当联络链含有刚性苯环时,可获得空心球布局资料。

  8. 其余范畴

  双子季铵盐特别的份子布局和杰出的表/界面性子使其可作为织物的抗静电剂利用,在造纸行业可作为防霉杀菌剂、纤维分离剂、废纸脱墨剂和抗静电剂等。

         广  

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