[發明專利]一類具有長剛性聯接基的三聚陰離子表面活性劑及其形成的粘彈溶液

有效

• 申請號: 201610292622.5
• 申請日: 2016-05-04
• 公開（公告）號: CN105879772B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 宋冰蕾;周萍萍;翟兆蘭
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01F17/44
• 分類號: B01F17/44;B01F17/08;C07C59/70;C07C51/41;C09K8/68;C09K8/86;C11D1/06
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技術領域

本發明涉及一類三聚陰離子表面活性劑及其形成的粘彈溶液，特別涉及一種含有長剛性聯接基的三聚陰離子表面活性劑及其形成的粘彈溶液，屬于表面活性劑科學領域。

背景技術

表面活性劑粘彈溶液在人們的日常生活和工業生產中有著廣泛的應用，如油田采油中使用的壓裂液，拖曳減阻劑和日常清潔劑配方等。常見的表面活性劑粘彈溶液體系可分為表面活性劑/鹽體系或混合表面活性劑體系。然而，這類體系通常需要較高的表面活性劑濃度，這使得表面活性劑粘彈溶液的應用成本較高。同時，由于這類粘彈溶液由多種組分復配形成，在某些具有復雜界面的體系中(如巖層或土壤)使用時，會產生色譜分離效應，使得混合溶液失去粘彈性，降低了其應用性能。另一方面，也會對體系造成不必要的污染，增加了后處理的難度。

表面活性劑溶液的粘彈性與表面活性劑的分子結構密切相關。低聚表面活性劑含有多種分子結構要素，可以在較低濃度下自組裝形成不對稱聚集結構如棒狀膠束或蠕蟲膠束等，使溶液表現出很強的粘彈性，近年來引起了人們的廣泛興趣。聯接基團對低聚表面活性劑的自組織行為影響顯著。若能選擇合適的聯接基團，合理設計低聚表面活性劑的分子結構，則有望不依靠任何添加劑的作用，獲得具有高粘彈性的表面活性劑溶液體系。

發明內容

為了克服目前表面活性劑粘彈溶液在應用方面存在的缺陷，本發明利用1,1,1-三(4-羥苯基)乙烷的分子結構特征，將其作為三聚表面活性劑的長剛性聯接基團，合成了一類無需任何添加劑即可形成粘彈溶液的三聚陰離子表面活性劑。

本發明的技術方案為：以1,1,1-三(4-羥苯基)乙烷為聯接基團，合成一類三聚陰離子表面活性劑C-TrisPhC_nNa(n為表面活性劑疏水烷烴鏈所含的碳原子數)。再將該表面活性劑溶于水，形成粘彈溶液。其中三聚陰離子表面活性劑C-TrisPhC_nNa的結構式如下：

三聚陰離子表面活性劑C-TrisPhC_nNa(n＝10,12,14)的合成路線如下：

將一定量的三聚陰離子表面活性劑C-TrisPhC_nNa(n＝10,12,14)溶于水，即可獲得相應的表面活性劑粘彈溶液。

有益效果

含有長剛性聯接基的三聚陰離子表面活性劑，在不依靠任何添加劑的情況下即可形成具有良好粘彈性的溶液。可降低使用成本，消除使用中的色譜分離效應等缺陷。可應用于油田壓裂液，拖曳減阻劑或日常清潔劑的配方中。

附圖說明

圖1 C-TrisPhC₁₀Na的核磁譜圖(在MeOD中測得)。

圖2 C-TrisPhC₁₂Na的核磁譜圖(在MeOD中測得)。

圖3 C-TrisPhC₁₄Na的核磁譜圖(在MeOD中測得)。

圖4不同濃度下C-TrisPhC₁₀Na溶液的粘度隨剪切速率的變化曲線。

圖5不同濃度下C-TrisPhC₁₂Na溶液的粘度隨剪切速率的變化曲線。

圖6不同濃度下C-TrisPhC₁₄Na溶液的粘度隨剪切速率的變化曲線。

圖7三聚陰離子表面活性劑(C-TrisPhC_nNa，n＝10,12,14)溶液的零剪切粘度隨濃度的變化曲線。

具體實施方式

實施例1:α-溴代十二酸甲酯的合成。將十二酸(68.8g，0.4mol)加入500mL三口瓶中，在65℃下熔化，攪拌下緩慢滴加亞硫酰氯(67.6g，0.56mol)，滴加完將溫度升高至90℃，加入少許碘單質作為引發劑，緩慢滴加經濃硫酸干燥過的液溴(73.6g，0.46mol)，攪拌回流12小時，將溫度降至65℃，攪拌下滴加無水甲醇60mL，加完后回流2-4小時。冷卻后用水洗3-4次，再用飽和亞硫酸鈉溶液50mL洗滌有機層至中性，最后再用水洗3-4次。有機層加入無水硫酸鎂干燥過夜。過濾后，將粗品減壓蒸餾得α-溴代十二酸甲酯。154～158℃/5mmHg。