[發明專利]一種具有pH響應型Gemini表面活性劑的乳液穩定體系

有效

• 申請號: 201711190770.7
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107824119B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 裴曉梅;李朝旺;宋冰蕾;李文楷;崔正剛
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01F17/00
• 分類號: B01F17/00;C09D7/63;C09J11/06
• 代理公司: 23211 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種具有pH響應型Gemini表面活性劑的乳液穩定體系，屬于表面活性劑技術領域。本發明聯結基團為三個亞甲基的羧酸鹽雙子表面活性劑，乳液在25℃的恒溫條件下保持150天依舊沒有破乳。然而同樣濃度下，聯結基團為六個亞甲基的羧酸鹽雙子表面活性劑保持60天后就有出現油水分層現象，聯結基團為十個亞甲基的羧酸鹽雙子表面活性劑保持50天就有非常明顯的油水分層現象。此外，將打乳后的乳液立即調節pH到5左右，乳液待兩分鐘后即可破乳。將此不同鏈長的具有pH響應的表面活性劑應用于不同路程的油品運輸發面可以達到降低成本的效果。

技術領域

本發明涉及一種具有pH響應型Gemini表面活性劑的乳液穩定體系，屬于表面活性劑技術領域。

背景技術

Gemini表面活性劑，又稱雙子表面活性劑、孿連表面活性劑、雙生表面活性劑或偶聯表面活性劑，是通過一個聯接基將兩個傳統表面活性劑分子在其親水頭基或接近親水頭基處連接在一起而形成的一類新型表面活性劑。由于其結構的特殊性，雙子表面活性劑表現出了許多常規表面活性劑所不具備的獨特性能，因而具有很強的應用潛力。Gemini表面活性劑具有較好的增溶作用、潤濕作用、發泡作用和皂化分散能力，可以廣泛應用于包括在合成橡膠行業、涂料或者功能乳液領域中。還包括應用于制備環保型建筑乳膠和抗粘接劑、治理污水與土壤、變色乳膠、油氣田領域、天然乳膠補強技術、采油或者精細化工。

乳液是兩種不相容的液體在乳化劑存在下經乳化作用形成的分散體系。乳化劑是乳液的一個重要組成部分，相比于普通表面活性劑，雙子表面活性劑臨界膠束濃度低、界面遷移率低，因此制備乳液時具有乳化劑用量小、泡沫少等優點。與傳統雙子表面活性劑相比，具有柔性連接鏈的羧酸鹽陰離子雙子表面活性劑擁有更好的乳化性能。通常我們認為聚亞甲基、聚乙氧基等為柔性聯接基團，這類聯接基團具有較大的自由度，可根據具體體系自發調整在聚集體中的構型。相對而言，剛性聯接基團則指含有芳香基或炔基等的聯接基團。研究表明當剛性聯接基團長度小于兩個頭基靜電平衡距離時，其自組裝行為與類似長個頭基靜電平衡距離時，其自組裝行為與類似長度的柔性聯接基團的Gemini表面活性劑相似；而當其長度超過甚至遠超過兩個頭基的靜電平衡距離時，Gemini表面活性劑可能呈現某些特殊的性質。

柔性聯接基團的Gemini表面活性劑相比于帶有苯環的Gemini表面活性劑，具有更低的cmc值，更容易發生膠束化過程。中科院范雅珣課題組系統研究了具有不同聯接基團的Gemini表面活性劑的溶液性質，聯接基團包括六個亞甲基及對二甲苯。研究表明親水柔性的聯接基團可促進膠束的形成，引起cmc和離子化度的降低，聚集數的增大及更負的膠束化吉布斯自由能。微粘度的測定也表明這類Gemini表面活性劑比聯接基團是疏水剛性的易形成排列更緊密的膠束結構。

現有的進出口汽油、柴油、煤油等一系列油品，需要特殊的油品運油船只，與具有特殊資質的油品運輸人員，而且跨國運輸油品由于路途遙遠，而導致了運輸成本高，易燃易爆等高風險。現有用乳液穩定體系進行石油運輸的，但是現有的乳液穩定體系存在穩定時間短，或者不易破乳等缺陷，應用于石油運輸中依然存在很高的風險和處理難度。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種具有pH響應型Gemini表面活性劑的乳液穩定體系，一方面，本發明的乳液穩定體系穩定時間長，另一方面，本發明的乳液穩定體系因具有羧酸根離子頭基，我們可以根據需要調節pH，該表面活性劑即可在有無表面活性之間變換，達到乳化與破乳的快速變化。

本發明的第一個目的是提供一種具有pH響應型Gemini表面活性劑的乳液穩定體系，所述乳液體系是由含羧基基團的雙子表面活性劑制備得到的；其中，所述含羧基基團的雙子表面活性劑的分子結構式如(1)：

其中n＝3、6或10。

在本發明的一種實施方式中，雙子表面活性劑的濃度為0.4～4mM。

在本發明的一種實施方式中，雙子表面活性劑的濃度為0.5mM。