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双子季铵盐表面活性剂GC系列产品介绍(下)

日期:2020-08-03 08:55
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摘要: 3. 流体节能减阻剂 随着全球经济的增长,人类面临越来越深刻的能源危机,如何降低长距离管道流体输送过程中的流动摩阻阻力,减小泵站的动力消耗,是节能减阻技术开发中的重要一环。 加入流体化学减阻剂可以大幅度减小流动过程的阻力,降低泵的消耗,这种现象称为Toms效应。目前*常用的减阻剂为高分子和表面活性剂。高分子在泵的机械剪切下易发生链断裂,削弱减阻性能,不适合闭路循环式系统。表面活性剂胶束具有自组装性能,高速剪切后可自发回复到剪切的结构,具有良好的可逆性,对循环式和非...


3. 流体节能减阻剂

随着全球经济的增长,人类面临越来越深刻的能源危机,如何降低长距离管道流体输送过程中的流动摩阻阻力,减小泵站的动力消耗,是节能减阻技术开发中的重要一环。

加入流体化学减阻剂可以大幅度减小流动过程的阻力,降低泵的消耗,这种现象称为Toms效应。目前*常用的减阻剂为高分子和表面活性剂。高分子在泵的机械剪切下易发生链断裂,削弱减阻性能,不适合闭路循环式系统。表面活性剂胶束具有自组装性能,高速剪切后可自发回复到剪切的结构,具有良好的可逆性,对循环式和非循环式流体输送系统都适用。与传统表面活性剂相比,双子表面活性剂具有更优异的表面活性和自组装特性,在流体减阻体系具有极大的应用价值。

文献实例:

方波研究了双子季铵盐表面活性剂(C18-3-C18)与水杨酸钠组成的胶束体系的流变和减阻性能。结果表明该胶束体系可有效降低直管流动摩擦阻力,远优于传统单链季铵盐CTAC/水杨酸钠的胶束体系。

4. 在金属缓蚀领域中的应用

金属腐蚀可改变金属材料的力学和物化性能,会对工业生产和生活设施造成极大的经济损失。双子季铵盐表面活性剂在金属抗腐蚀方面较之传统单链季铵盐表现出更突出的性能,具有高效、无毒的特性。其能够通过其双N+头基强的静电吸引力使疏水链在金属表面形成致密的吸附薄膜,显著降低金属在化学介质中的腐蚀行为。目前在石油化工、运输、钢铁以及机械等领域有着广泛应用。

表面活性剂金属缓蚀机理:金属表面一般带负电荷,双子季铵盐表面活性剂溶于水后则在水中离解为带两个电荷的阳离子,双子季铵盐表面活性剂离子通过静电引力吸附在金属表面,疏水基团可在金属表面形成一层致密的疏水性膜,能很好的隔绝水或其他防腐蚀性物质与金属的接触,从而达到高效金属缓蚀的目的。

文献实例:

高志农等研究了系列双子季铵盐表面活性剂(m-n-m)1mM HCl 介质中对铝的防腐效果。结果表明此类双子季铵盐对铝在酸性介质中具有优良的防腐效果,在临界胶束浓度下具有*佳的防腐效果。进一步的实验表明此类双子季铵盐对各类金属都有高效的防腐效果,具有极高的金属缓蚀应用价值。

李俊等研究了系列羟丙基双子季铵盐(Cn-3OH-Cn)H2S/CO2腐蚀介质中对L360钢的缓蚀作用。结果表明,在浓度为35 mg/L时缓蚀率达到95%以上。是一种阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。

5. 在纺织印染行业的应用

5.1 可作为涤纶织物碱减量促进剂和阳离子染料染色缓染剂

双子季铵盐对涤纶织物的碱减量处理具有明显的促进作用,处理后的织物强力损失较小,且织物的悬垂性、透气性和保湿率都能够有效改善,经阳离子染料处理的纤维结晶度和玻璃化温度较低,纤维内部结构比较松散,因此吸附速率较快。在染料中加入的双子季铵盐先进入纤维内部和磺酸基阴离子结合,待阳离子染料进去后再将其替代下来,从而减缓染料吸附速率,起到缓染的效果。

王荣祥等将双子季铵盐(m-n-m)应用于涤纶织物碱减量促进剂和缓染剂,发现该类双子季铵盐对涤纶织物的碱减量处理具有明显的促进作用,整理后织物性能良好,性能明显优于传统单链季铵盐。

5.2 可用于改善锦纶印花麻点

锦纶在酸性染料印花时易在表面产生麻点,表现为在织物表面局部聚集。通过添加适当双子季铵盐,使得阴离子染料和双子季铵盐在布面形成空间网状结构,使染料在印花台升起或干燥过程中不易移动,防止纺织麻点的产生。双子季铵盐与酸性染料形成的稳定相互作用有利于减少印花麻点的产生。

有研究表明,含羟基双子季铵盐与其他助剂复配使用时,能够消除染料在锦纶印花时产生的麻点。

5.3 棉麻织物染色过程中的低盐工艺

棉织物染料染色过程中大量无机盐的使用给污水处理带来极大困难,无盐/低盐/代用碱染色已成为研究热点。通过少量双子季铵盐改性棉纤维,再进行活性染料递延染色,能够极大减少无机盐的用量,有利于降低成本,减少盐对环境的污染,并可提高产品的品质。

贾丽华等通过酯基双子季铵盐作为助剂对亚麻织物用活性染料进行染色,活性黄M-3RE的上染率、固色率达85%以上,该类双子季铵盐处理亚麻织物的染色性能优于传统季铵盐-CTAB,上色率和固色率分别提高了近10%

6. 在污水治理方面的应用

双子季铵盐相比传统季铵盐具有极强的吸附作用,因此常被用作吸附剂来清理液体中的污染物。通过表面活性剂治理污水首先需要将表面活性剂吸附于黏土或沙土等介质上,再用后者进行污染物的吸附。这是一种有效的治污手段。

文献实例:

刘学敏课题组通过酰胺基双子季铵盐作为有机插层剂应用于蒙脱土的改性,结果表明双子季铵盐成功插入蒙脱土片层间,改性后的蒙脱土对水中对氯苯酚的吸附量是未改性原土的6倍,对废水中有机物的去除显示出良好的应用价值。

Rosen等研究了传统季铵盐和双子季铵盐对2-萘酚的吸附情况。结果发现,附有双子季铵盐的蒙脱土对2-萘酚的吸附量是传统季铵盐改性蒙脱土吸附量的15倍,附有双子季铵盐的沙子、石灰石是传统的3倍,双子季铵盐相比传统季铵盐具有吸附量大,效率更高的特点。

7. 制备介孔新材料

介孔分子筛具有较大的可控孔径和高的比表面积,目前大量应用于石油的催化裂解、分离以及纳米科学等领域。双子季铵盐由于其结构的多变性可以在水溶液中形成多种特殊结构的聚集体,在介孔材料制备过程中可以起到模板剂的作用,因此可以通过控制双子季铵盐烷基链的长度、联结基团的长度和种类来制备不同晶相、不同孔径的硅酸盐分子筛。双子季铵盐相比传统单链季铵盐用量极少,成本更低。

文献实例:

Vander Voort等通过调节双子季铵盐(m-n-m)的联结基团长度可制备出不同晶形的介孔材料。当n=10,12时,可制备出MCM-48型分子筛;当n较小时,适合制备MCM-41

胡军等分别以柔性联结基团双子季铵盐和刚性联结基团双子季铵盐为模板剂研究了联结基团对硅基介孔材料的影响。当联结基团为柔性的亚甲基时,结果与Vander Voort一致;当联结基团含有羟基时,可制备出层状材料结构;当联结链含有刚性苯环时,可得到空心球结构材料。

8. 其他领域

双子季铵盐特殊的分子结构和优异的表/界面性质使其可作为织物的抗静电剂使用,在造纸行业可作为防霉**剂、纤维分散剂、废纸脱墨剂和抗静电剂等。

中轻日化科技有限公司太原分公司新产品推广部

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