[發明專利]松香基兩性離子表面活性劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110460219.X
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113185448B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 饒小平;唐偉珊;周樹鋒;林彩云
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: C07D209/58
• 分類號: C07D209/58;C07C215/40;C07C213/08;C09K23/18;C09K23/32
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;秦彥蘇

本發明公開了松香基兩性離子表面活性劑及其制備方法和應用。松香的主要成分樅酸與雙馬來酰亞胺發生加成反應，生成樅酸雙馬來酰亞胺，將其與膽堿反應，即可得到松香基兩性離子表面活性劑。利用該松香基兩性離子表面活性劑可制備CO₂/N₂響應型泡沫。在上述制備的表面活性劑水溶液中通入CO₂/N₂，改變了表面活性劑的結構，從而改變該表面活性劑的穩泡性，pH?10.4時，泡沫體積為7mL，在2h內完全破碎，pH?7.4時，泡沫體積雖稍減少至6.2mL，但半衰期長達336h。該表面活性劑原料天然可再生，符合綠色發展戰略，其優異的起泡性與穩泡、消泡性能使其有望在化妝品、消防等領域被廣泛應用。

技術領域

本發明屬于綠色表面活性劑的制備與應用領域，具體涉及松香基兩性離子表面活性劑及其形成的穩定泡沫。

背景技術

泡沫是不溶性氣體分散在液體或熔融固體中所形成的分散物系，具有小直徑、高表面積和優異的流動特性，可應用于眾多領域，如石油回收、化妝品和廢水處理。眾所周知，泡沫是熱不穩定體系，隨時間的推移，會逐漸破裂形成氣體和水相。為了有效穩定泡沫，通常使用高分子、表面活性劑和納米顆粒等穩定劑，它們通過降低泡沫的聚結、粗化和排液過程制備穩定的泡沫。在食品、化妝品和消防的應用中，需要穩定的泡沫，但在石油回收、廢水處理和礦物浮選中，泡沫只需暫時穩定，在使用后要及時消泡，以避免過程中的污染。目前常用消泡劑來消除泡沫，然而，消泡劑的加入改變了體系的組成，也難以從體系中分離。為了有效穩定泡沫并避免消泡劑的不利影響，通過改變外部刺激，如pH值、CO₂/N₂、溫度和光照，可以在穩定和不穩定狀態之間切換的響應型泡沫引起廣泛關注。

同時，表面活性劑是一類常用的穩定泡沫的物質，目前大部分表面活性劑的生產原料為石油化工資源，這顯然不利于綠色可持續發展，以天然產物為原料代替傳統石油資源合成綠色表面活性劑成為行業發展趨勢。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了松香基兩性離子表面活性劑及其制備方法和應用。以樅酸為原料，經過加成和中和反應，制得含有兩性離子的松香基響應型表面活性劑，并以該表面活性劑制備了一種穩定泡沫。通過向上述表面活性劑的水溶液中通入CO₂/N₂，調節溶液的pH值，改變了表面活性劑的結構，從而得到可在穩定與不穩定狀態切換的CO₂/N₂響應型泡沫體系。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案之一是：

一種松香基兩性離子表面活性劑，其分子結構中含有樅酸雙馬來酰亞胺剛性骨架，其結構式如下式所示：

本發明采用的技術方案之二是：

上述的松香基兩性離子表面活性劑的制備方法，包括如下步驟：

1)樅酸與雙馬來酰亞胺發生加成反應生成樅酸雙馬來酰亞胺，其中，樅酸與雙馬來酰亞胺的物質的量之比為(1.9～2.8)：1，反應溶劑為乙酸，反應溫度為120～140℃，反應時間為12～15h；反應后的溶液冷卻至室溫后固液分離(如抽濾)，固體部分用水沖洗，得黃色粉末，用丙酮回流重結晶后過濾并干燥，得到所述樅酸雙馬來酰亞胺；

2)步驟1)得到的樅酸雙馬來酰亞胺與膽堿發生中和反應，制備松香基雙羧酸鹽表面活性劑；其中，樅酸雙馬來酰亞胺與膽堿的物質的量之比為1：(2.2～2.8)，反應溶劑為水，反應溫度優選為75～90℃，反應時間優選為1～2h；反應得到黃色溶液，用有機溶劑萃取三次，水相經干燥后得到目標產物樅酸雙馬來酰亞胺膽堿鹽，即為所述松香基兩性離子表面活性劑。