[發明專利]pH響應型松香基剛性表面活性劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810985786.5
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109173921B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 饒小平;翟兆蘭;宋湛謙;商士斌
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: B01F17/32
• 分類號: B01F17/32;C07J73/00;C01B32/174
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

以松香為原料，經D?A加成、酰亞胺化、重氮化、偶合和酸堿中和反應制備了一種pH響應型松香基全剛性陰離子表面活性劑(Na?MPA?AZO?Na)，該表面活性劑可用于制備碳納米管分散液。由Na?MPA?AZO?Na制備的pH響應型碳納米管分散液，當pH大于9.97時，碳納米管分散液可穩定90天；當pH小于5.5時，碳納米管會完全析出，并且析出的碳納米管，只需將pH調至大于9.97即可再次分散，不需要再次超聲，這使得該pH響應型碳納米管分散液在傳感器件、生物醫療及能量儲存中更具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種pH響應型陰離子表面活性劑及其制備的碳納米管分散液，尤其涉及一種pH響應型松香基全剛性陰離子表面活性劑及其制備的碳納米管分散液。屬于表面活性劑科學和碳納米管應用領域。

背景技術

在眾多的納米材料中，碳納米管因獨特的結構使其具有高機械強度、優良的電磁性能、高導電導熱性、以及優良的光學性能，引起世界范圍內化學、物理、生物、醫學、材料和工程等科學界的研究熱潮。但是碳納米管表面缺少活性基團，比表面積和長徑比極大；并且碳納米管之間存在較強的范德華力，所以碳納米管在溶劑中極易團聚或纏繞，使其應用受到了較大的限制。因此如何均勻穩定地分散碳納米管是亟需解決的關鍵性問題。當前碳納米管分散方法主要有機械分散法、表面化學共價修飾分散法和表面化學非共價修飾分散法。其中，非共價修飾的方法不會引起碳納米管的化學結構和性能的改變，因此是一種優選的碳納米管分散方法。表面活性劑在碳納米管的非共價分散中扮演了重要角色。近年來，研究表明含有剛性骨架的表面活性劑比傳統含柔性鏈的表面活性劑更易分散碳納米管。

然而，采用常規的方法合成新型剛性表面活性劑，步驟繁瑣、純化復雜。但合理利用一些含有特殊結構的生物質資源可以簡單有效的獲得剛性表面活性劑。松香是松樹分泌的一種天然可再生樹脂，是我國特有的林產資源，以松香為原料的產品豐富，廣泛應用于油墨、涂料、膠黏劑、橡膠、農藥、食品等領域。松香的主要成分樹脂酸具有獨特的三環二萜剛性結構，其具有超強的疏水性，并且松香樹脂酸中存在雙鍵和羧基兩個活性官能團易于化學修飾，是制備剛性表面活性劑的首選原料。

本發明以松香為起始原料，經D-A加成合成馬來海松酸，在馬來海松酸的酸酐部分通過酰亞胺化、重氮化和偶合反應引入偶氮苯剛性結構，通過酸堿中和合成pH響應型松香基全剛性陰離子表面活性劑。以該表面活性劑為分散劑制備了一種pH響應型碳納米管分散液，有利于松香在能量儲存，導電材料，傳感器和生物醫療等新技術領域的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種pH響應型松香基全剛性陰離子表面活性劑及其制備的碳納米管分散液，以松香、順丁烯酸酐、對苯二胺、苯酚和氫氧化鈉為主要原料，采用D-A加成、酰亞胺化、重氮化、偶合和酸堿中和反應的方法，獲得一種pH響應型松香基全剛性陰離子表面活性劑。并以該表面活性劑為分散劑制備了一種pH響應型碳納米管分散液。

為實現上述的目的，本發明采用如下技術方案：

以松香為初始原料制備的一種pH響應型松香基全剛性陰離子表面活性劑，其分子結構式如下：