[发明专利]一种含有偶氮苯基团的二聚表面活性剂及其应用

说明书

本发明公开了一种含有偶氮苯基团的二聚表面活性剂及其应用，属于表面活性剂科学与应用技术领域。本发明表面活性剂通过油酸钠与二聚季铵盐复配得到了静电构筑的二聚表面活性剂，该两亲化合物分子结构上有利于泡沫的形成，在较低的用量下即可发泡；本发明表面活性剂溶液能够形成稳定的泡沫响应性能体系，当用紫外光照射，其泡沫稳定性保持稳定性不变，消除了偶氮苯结构在紫外照射下消泡作用的影响。本发明表面活性剂对偶氮苯衍生物的光响应基础研究起到积极促进作用，可以广泛应用于化妆品、矿物浮选剂、纺织纤维柔软剂、抗静电剂以及颜料分散剂等诸多领域。

技术领域

本发明涉及一种含有偶氮苯基团的二聚表面活性剂及其应用，属于表面活性剂科学与应用技术领域。

背景技术

表面活性剂是一种加入极少量就能显著地降低溶液的表面张力并在体相中形成有序的分子聚集体的一类物质，由疏水基团与亲水基团组成。表面活性剂因其两亲特性，既能吸附在界面上，又可以在一定浓度的溶液中形成有泡沫乳液，因此具有泡沫浮选、离子浮选、泡沫驱油、泡沫灭火等性能。表面活性剂在溶液中可自组织形成各种分子有序聚集体，如球形泡沫、棒状泡沫、泡沫、囊泡和液晶等等。表面活性剂泡沫，形成条件及相关机理，一直是表面活性剂科学领域关注和研究的重点。其中泡沫在近年的研究中占有重要地位。气泡力是指泡沫形成的难易程度和生成泡量的多少，而稳定性是指生成泡沫的持久力，消泡的难易。也就是说，泡沫的稳定性就是指泡沫存在寿命的长短。当然，究其本质而言，泡沫是一种热力学不稳定体系，不可能稳定。正是因为其这种独特的性质，使得其在泡沫建筑材料、泡沫塑料、面包药物控释、生物工程、化妆品、等领域得到了广泛的应用。

含有偶氮苯基团的表面活性剂通过一定波长的紫外光照射表面活性剂溶液，偶氮苯分子由顺式结构转化为反式结构，从而引起表面活性剂分子亲水亲油平衡值的变化或参加泡沫自组装的反离子的结构变化，导致泡沫响应性能体系结构的破坏或重构，从而使得体系宏观泡沫稳定性随光照不断重复循环变化。目前已报道的含有偶氮苯基团的表面活性剂在经紫外光照后泡沫都极不稳定，稳定性会发生显著变化，经常用作为消泡剂。然而在很多场景中是要求表面活性剂能够具有一定的紫外光稳定性，比如化妆品、矿物浮选剂、纺织纤维柔软剂及抗静电剂，以及颜料分散剂等诸多领域。因此，制备一种具有较好泡沫响应性能且紫外光稳定好的含偶氮苯基团的表面活性剂是有迫切的市场需求的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明利用在低聚盐中引入了偶氮苯基团，并将二个季铵头基通过偶氮苯基团联接，提供了一种具有偶氮苯基团的“拟”低聚表面活性剂，该表面活性剂能够形成泡沫响应性能体系，增强低聚离子型表面活性剂的聚集能力，且紫外持续照射后的泡沫稳定性较高。

“拟”低聚表面活性剂是一类制备简单、性能优异的两亲化合物，通过非共价键相互作用构筑“拟”低聚表面活性剂是构成低聚表面活性剂效率最高的方法，避免了繁杂的合成反应，而且具有更低的临界泡沫浓度(cmc)、更高的黏稠性、更丰富的自组装行为和独特的流变行为。该两亲化合物分子结构上有利于泡沫的形成，有望在较低的用量下即可自组装成黏弹性流体。因此，通过非共价键作用构筑“拟”低聚表面活性剂自组装行为的研究兼具有理论研究和实用价值。本发明首次将偶氮苯基团引入到“拟”二聚表面活性剂中，并通过核磁、紫外光谱、具塞量筒法研究了紫外光对含有偶氮苯基团的二聚盐分子结构以及拟二聚表面活性剂泡沫稳定性的影响。

本发明的第一个目的是提供一种二聚表面活性剂，所述二聚表面活性剂由二聚季铵盐与油酸盐复配得到，所述二聚季铵盐是利用二个季铵头基与偶氮苯基团联接得到的含有偶氮苯的四聚季铵盐。

本发明的第二个目的是提供一种二聚表面活性剂，其结构为式(I)：

在本发明的一种实施方式中，所述二聚表面活性剂的制备方法包括：以对硝基甲苯、三甲胺、镁条为起始原料，合成含有偶氮苯的二聚季铵盐，然后将二聚季铵盐与油酸钠复配，得到最终的具有偶氮苯基团的二聚表面活性剂。