氨基磺酸范文

氨基磺酸范文（精选11篇）

氨基磺酸 第1篇

1 实验部分

1.1 实验试剂与仪器

实验试剂有对氨基苯磺酸钠、对氨基苯磺酸、苯酚、甲醛、水泥。实验仪器有水浴锅、电动调速搅拌器、架盆天平、分析天平、红外光谱测定仪、回流冷凝管滴液漏斗、移液管、搅拌套、烧杯、锥形瓶、三口烧瓶、量筒、温度计、截锥圆模。

1.2 实验原理

氨基磺酸甲醛缩合物主要是以对氨基苯磺酸及苯酚为主要原料在含水的条件下与甲醛加热而成, 反应分两个阶段: (1) 酚的羟甲基化, 碱催化加强苯酚被甲醛进攻的能力, 且酚羟邻、对位的氢都活泼, 可能生成二羟甲基或三羟甲基苯酚, 反应方程式如图1、图2。

缩合反应, 羟甲基苯酚与对氨基苯磺酸上的活泼氢发生反应, 反应方程式如图3。

1.3 实验步骤

实验步骤分为三部分:第一部分为合成实验;第二部分为合成产物样品的水泥净浆流动度的测定;第三部分为给性能较好的合成产物进行红外光谱分析。合成实验中, 将适量的对氨基苯磺酸、苯酚以及蒸馏水投入三口烧瓶中边搅拌边加入浓N a O H调节反应体系的P H值至一定范围内, 装上温度计、滴液漏斗以及冷凝管, 此后在规定时间内用滴液漏斗滴完适量的甲醛。回流冷凝条件下保温一段时间加入浓N a O H调节反应体系的P H值至一定范围内, 再控温至一定温度后, 最后回流冷凝条件下保温一定时间, 最后得到合成产物。具体流程如图4所示。

然后称取1.5g (0.5%) 、2.4g (0.8%) 、3.6g (1%) 、3.6g (1.2%) 、4.5g (1.5%) 、6g (2%) 、9g (3%) 的合成产物分别加水稀释至87ml加入300g水泥中, 搅拌3分钟后倒入截锥圆模, 提起截锥圆模测30s后的水泥净浆流动度。最后将样品干燥固化并取少量混合到溴化钾固体粉末中, 在玛瑙研钵中充分混合研磨, 而后将混合粉末用押片机押片, 送入红外光谱仪中测定红外光谱。

2 实验结果与讨论

2.1 实验结果

2.2 实验讨论

2.2.1 合成原料比例对合成产物分散性能的影响

本课题尝试了四种工艺合成氨基磺酸系高效减水剂 (如表1中实验1、2、3、4) , 实验结果表明当n对氨基苯磺酸:n苯酚:n甲醛=1:2:3.75时所合成的产物分散性能最好。

2.2.2 缩合时间对合成产物分散性能的影响

本课题考察了缩合时间对分子性能的影响, 实验结果如表1中第8、9、10号实验, 可以看到把缩合时间控制在2小时左右产品的分散性能最好, 随着时间延长净浆流动度没有明显改善。

2.2.3 反应体系的PH值对产物的性能影响

本课题考察了反应体系PH值对合成产物的性能影响, 实验结果见表1中实验5、6、7、8。在酸性条件下产物样品的分散性不好, 在产物样品呈碱性 (PH值为9~10) 的情况下, 放置一段时间后其分散性能降低, 干燥固化后产物难溶于水。反应体系的PH值保持在7左右时最好。

2.2.4 产物样品的红外光谱

综上所述, 实验8中所合成产物分散性、净浆流动度等指标最好, 其合成条件如前所述。本课题对实验8所合成的产物进行红外光谱分析, 光谱图如图5所示。3415.8cm-1处的吸收峰说明反应合成产物中含有-NH2和-○H, 充分证明实验8成功合成了氨基磺酸甲醛缩合物。

3 结语

本课题成功合成了氨基磺酸系高效减水剂, 详细讨论了反应单体的配比、反应体系的酸碱度、缩合反应时间对性能的影响。结论如下:单体比例对产物性能的影响较大, 当对氨基苯磺酸与苯酚以及甲醛的摩尔比为1:2:3.75, 产物样品的分散性能和分散稳定性能最好;反应体系的PH值对产物的性能影响较大;产物的分散性能随缩合反应时间的延长, 而先增加后减小, 最佳反应时间为2小时左右。

参考文献

[1]冯乃谦.氨基磺酸系高效减水剂的研制及其混凝土的特性[J].混凝土和水泥制品, 2000 (2) .

氨基酸保健不靠谱 第2篇

氨基酸真有如此强大的功能？

氨基酸是“生命之元”

恩格斯曾经说过：“蛋白质是生命的物质基础，生命是蛋白质存在的一种形式。”而氨基酸则是蛋白质的基本组成单位，所以说氨基酸是“生命之元”一点都不为过。人的生命活动要靠无数种蛋白质来完成，而这无数种蛋白质就是由体内20多种氨基酸通过不同的排列组合构成的。

迄今为止，已知基本氨基酸家族有20多个成员，其中有8种氨基酸，人体不能自己制造，被称为必需氨基酸，需要由食物提供。此外，人体合成精氨酸、组氨酸的量不能满足自身的需要，需要从食物中摄取一部分，这类被称为半必需氨基酸。其余的10种氨基酸人体能够自己制造，为非必需氨基酸。人体内氨基酸平衡是健康的基本前提，任何一种氨基酸供应缺乏，都会影响免疫系统和其他组织、器官正常功能的发挥，使人处于亚健康状态，容易遭受疾病的侵袭。

预防性输注氨基酸？不必

疾病袭击人体时，氨基酸会一展身手，履行自己拯救生命的使命。用于治療的氨基酸，如自上世纪70年代发展起来的复方氨基酸注射液，已成为常用的药物之一，应用范围从营养支持剂，发展到肝病、肾病及儿童输液剂。但是正常人是否需要每隔一段时间去输点氨基酸来补充营养呢？答案是否定的。一般情况下，只要饮食正常、合理，都没有必要额外补充氨基酸。对于正常人来说，输注氨基酸并不一定就能增强免疫力，防疾病于未然。

而且，滥用氨基酸补液还会导致一些不良反应，比如胸闷、乏力、呕吐、恶心、皮疹、气促、高热、寒战、心悸或瘙痒等，更为严重的是过敏性休克甚至死亡。因此，药品监督管理部门也呼吁，要加强复方氨基酸的应用监测，以减少不良反应的发生。

氨基磺酸催化合成二聚酸二乙醇胺 第3篇

1 实验部分

1.1 仪器与药品

电动搅拌器JJ-1100W型;IR光谱仪FT3700型。二聚酸(工业用),二乙醇胺(AR),氨基磺酸(AR)。

1.2 合成实验

以标准Na OH溶液测定二聚酸的酸值以确定二聚酸的单体后,在250 m L圆底烧瓶中,二聚酸与二乙醇胺按一定的摩尔比混合,投入计量的催化剂氨基磺酸,再测定其溶液的酸值,油浴加热,于140℃回流反应6 h。反应结束后,取样测定酸值后计算二聚酸的转化率。

1.3 产物分析

IR(cm-1)主要特征峰为:3500~3000(羟基),3300~2500(二聚酸羟基伸缩振动),1739.09(酯基),1632.67(酰胺基),其特征峰组合表明该合成物为目标产物。

2 结果与讨论

2.1 催化剂用量对反应的影响

采用n(酸)∶n(醇)为1.0:1.35,反应时间为6 h,回流温度为140℃,催化剂的用量分别以二聚酸为基数的质量百分数为0.4%,0.5%,0.6%,0.7%,0.8%,结果见表1。

由表1可看出,催化剂的最佳用量为0.1349g,即以二聚酸为基数的0.7%。催化剂用量少,达不到理想的催化效果;催化剂用量再增多,产率趋于平稳已无必要。

实验结果还说明,氨基磺酸催化合成二聚酸二乙醇胺具有高的催化活性和100%的选择性。

2.2 n(酸)∶n(醇)对反应的影响

以不同的n(酸)∶n(醇)进行对比实验,催化剂用量为0.1349 g,其它反应条件同2.1,实验结果见表2。

由表2可以看出,随n(酸)∶n(醇)的增大,二聚酸的转化率相应地增大,但当n(酸)∶n(醇)达到1∶1.35后,再增大n(酸)∶n(醇)其转化率趋于平稳并略有下降,所以最佳n(酸):n(醇)为1.0∶1.35。

2.3 反应时间对反应的影响

保持n(酸)∶n(醇)为1.0∶1.35不变,除改变反应时间外,其他实验条件同2.2,结果见表3。

由表3可看出,最佳反应时间为6 h,时间短,反应不完全会导致转化率不高,时间过长,会生成副产物,同时,有机化合物在长时间保温的环境下也会生成少量碳化物。所以,确定最佳反应时间为6 h。

2.4 优化条件的验证

根据以上试验结果,可知反应的优化条件为:催化剂的用量(以二聚酸为基数的0.7%)为0.1349g,n(酸)∶n(醇)为1.0:1.35,反应时间为6 h。在此优化条件下考察实验结果的重现性,5次平行试验的结果见表4。

由表4结果可知,5次平行试验的结果稳定,二聚酸的转化率均在92%以上。

3 结语

氨基磺酸是催化合成二聚酸二乙醇胺的良好催化剂,该催化剂用于合成二聚酸二乙醇胺其反应条件温和,操作方便,不腐蚀设备,不污染环境,产品纯度高,其对二聚酸二乙醇胺的催化合成条件为:催化剂的用量(以二聚酸为基数的0.7%)为0.1349 g,n(酸)∶n(醇)为1.0:1.35,反应时间为6 h,反应温度为140℃,优化条件下二聚酸二乙醇胺的转化率达92%以上。故此,该工艺具有一定的工业应用前景。

摘要：以氨基磺酸为催化剂催化合成二聚酸二乙醇胺,确定了最优化的工艺条件。试验结果表明,在催化剂的用量(以二聚酸为基数的0.7%)为0.1349 g,n(酸)∶n(醇)为1.0:1.35,反应温度为140℃,反应时间为6 h的条件下,二聚酸的转化率达到92%以上。

关键词：氨基磺酸,二聚酸二乙醇胺,催化,合成

参考文献

[1]Boyd,N.d.Shama,R,Boyle,T.A.Evans,J.F.Malone,K.M.Mccombe,H.Dalton,J.Chiama,J.Chem.Soc.Perkin Trans.1,1996,1757-1765.

[2]毛立新,廖德仲.氨基磺酸均相催化合成柠檬酸三丁酯[J].湖南理工学院学报(自然科学版),2005,18(2):36-38.

[3]毛立新,钟明,廖德仲,等.硫酸铁铵催化合成香兰素丙二醇缩醛[J].化工技术与开发,2005,34(3):1-3.

氨基酸高中知识点 第4篇

通式：

2、物理性质：

(1) 色泽和颜色：各种常见的氨基酸易成为无色结晶，结晶形状因氨基酸的结构不同而有所差异

(2) 熔点：氨基酸结晶的熔点较高，一般在200～300℃，许多氨基酸在达到或接近熔点时会分解成胺和CO2。

(3) 溶解度：绝大部分氨基酸都能溶于水。不同氨基酸在水中的溶解度有差别。

(4) 味感 氨基酸及其衍生物具有一定的味感，如酸、甜、苦、成等。

(5) 紫外吸收特性：各种常见的氨基酸对可见光均无吸收能力。

3、化学性质：

(1) 氨基的反应：与亚硝酸反应，与醛反应，成盐反应等。

(2) 羧基的反应:氨基酸的羧基和其他有机酸一样，在一定条件下可以发生酰化、成脂、脱羧和成盐反应。

(3) 水合茚三酮反应：α-氨基酸与茚三酮在弱酸性溶液中共热，反应后经失水脱羧生成氨基茚三酮，再与水合茚三酮反应生成紫红色，最终为蓝色物质。这个颜色反应常被用于α-氨基酸的比色测定和色层分析的显色

4、按营养学分类：

(1) 必需氨基酸：指人体不能合成或成速度远不适应机体的需要，必需由食物蛋白供给，这些氨基酸称为必需氨基酸。成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需要量的20%～37%。共有8种分别是：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。

(2) 半必需氨基酸和条件必需氨基酸：精氨酸和组氨酸。

人体虽能够合成精氨酸和组氨酸，但通常不能满足正常的需要。

(3) 非必需氨基酸：指人自己能由简单的前体合成，不需要从食物中获得的氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。

怎样学好生物

1、熟悉课本内容

要仔细阅读课本的内容，理解熟记了基本的名词、术语和概念。可以把每单元作为学习目标，结合不同概念进行学习。但不可以只记忆核心的部分，要慢慢的进行深入的学习，不能着急。把主要精力放在学习生物学规律上，生物体各种结构、群体之间的联系要着重理解，注意知识体系中纵向和横向两个方面的线索。

2、结合实际

把所学的课本内容，与实际生活联系起来，善于运用于生活中。把日常用语与科学用语做一个比较，能够理解整理后再去记忆。

3、实验法

可以以试验形式去理解，把握实验的目的，可以和自己的想法对比，找出区别与差距，分析好原因。能够正确了解显微镜结构和使用方法，便于直接的了解生物的特点，可以做好实验笔记，为了方便记忆。

4、记忆法

可以根据不同的方法去记忆，把所学内容都结合整理起来，再去记忆;可以用画图记忆，把知识点关系用点、线或图结合，完成关系图。存同求异，再找出不同点，更容易记忆。

5、其它方法

先自己理解好知识内容，先自己解决好不理解的问题后，不懂的再请教其他人。通过解题时，注意整理好

高中生物考试答题技巧

错题，以便下次复习。

认真审题

首先需要这些学生认真审题，其次需要这些学生根据题目中考查的知识点联想通过什么样的方法做出这些题目。学生在审题的过程中，需要了解这些题目，考查的知识点有哪些，学生需要学会抓住这些关键词，只有抓住了题目中的关键词，才能够迅速的找到自己，应该通过什么样的方法做题。

找对方法

如果学生在做题的过程中发现有的题目自己不会做。学生应该在平时学习的过程中，记了一些做题的方法。如果不知道考察的是什么内容，学生应该根据这些关键词找出一些方法，排除一些方法之后，学生根据自己的方法做出这些题目。

如果学生想要做对生物题，学生就必须要找对方法。学生在学习的过程中，学生总会积累到一些做题的技巧，通过做大量的练习题，学生能够熟练的应用这些技巧，也能够熟练地应用这些做题的方法。

排除法

有的题目确实需要学生思考一段时间，如果学生觉得在考试的过程中会浪费大量的时间，学生可以通过排除法，找出正确的答案。学生可以直观地同想象中排除一些错误的选项，会剩下几个选项，再根据这些学生的分析，找出正确的答案。其实做生物题也需要一些技巧，就是不会，学生也能够通过正确的方法得出答案。

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三类人慎用氨基葡萄糖 第5篇

氨基葡萄糖是形成软骨细胞的重要营养素，是健康关节软骨的天然组织成分。正常人可通过葡萄糖的氨基化来合成氨基葡萄糖。但是，随着年龄的增长，人体内的氨基葡萄糖缺乏现象越来越严重。在大多数骨关节炎病人的软骨细胞内，氨基葡萄糖合成受阻或不足，导致软骨基质软化并失去弹性，胶原纤维结构破坏，软骨表面腔隙增多，使骨骼受到磨损及破坏。

补充氨基葡萄糖可减少软骨细胞的损坏，改善关节活动，缓解关节疼痛，延缓骨关节炎症病程。不过，氨基葡萄糖见效较慢，一般需治疗数周后才见效。

疗效佳：氨基葡萄糖+非甾体抗炎药

非甾体抗炎药对骨关节炎病人的炎性表现，如关节肿胀、疼痛、积液及活动受限有较好的治疗作用。在骨关节炎症状较重时，使用非甾体抗炎药可以较快地缓解症状，改善关节功能，但可能出现胃肠道反应，病人耐受性较差。多项临床研究结果表明，轻度膝骨性关节炎，单用氨基葡萄糖口服，可以明显改善病人临床症状；中度以上膝骨关节炎，联合使用氨基葡萄糖和非甾体抗炎药，可以较好改善临床症状。一般地说，在开始2～3周内，氨基葡萄糖与消炎止痛药合用，效果更好。

临床证实，联合使用氨基葡萄糖和非甾体抗炎药治疗膝骨性关节炎不仅有很好的疗效，氨基葡萄糖还可能增加非甾体抗炎药的抗炎作用，因此，同时服用非甾体抗炎药的病人，服用氨基葡萄糖的剂量需适当降低。反之，长期使用氨基葡萄糖的病人，则可以减少对于非甾体抗炎药的依赖，减轻非甾体抗炎药的不良反应，延缓疾病进展，提高病人生活质量。需要说明的是，氨基葡萄糖比非甾体抗炎药起效慢，但是，随着时间的推移，氨基葡萄糖效力增加程度超过非甾体抗炎药，到第8周时，氨基葡萄糖止痛效果明显超过非甾体抗炎药。

三类人慎用

1.肝肾功能不全病人，需定期检测肝、肾功能

目前，市面上的氨基葡萄糖多是含钾盐或钠盐的复盐制品。氨基葡萄糖是慢作用成分，需长期服用。人体若吸收过量的钾、钠、氯离子，会损害肝、肾功能。因此，严重肝肾功能不全病人，在服氨基葡萄糖期间应定期检测肝、肾功能。

2.糖尿病病人不宜过量服用氨基葡萄糖

研究表明，糖尿病病人口服正常剂量的氨基葡萄糖，不会影响胰岛素的敏感性、空腹血糖和糖化血红蛋白值。但过量服用氨基葡萄糖，则可能会使血糖上升，改变糖化血红蛋白及胰岛素水平。

3.对蟹、虾、贝类等海鲜食物过敏者慎用

在日常生活中，有许多人对海鲜，尤其是像蟹、虾、贝类等海鲜食物过敏，这些人服用由蟹、虾、贝类加工而成的氨基葡萄糖后，可能会发生过敏反应，出现皮疹、瘙痒和皮肤红斑。因此，对蟹、虾、贝类等海鲜食物过敏者慎用。

氨基磺酸 第6篇

合成缩醛的反应原料是一定比例的醛和醇,传统方法中常用的催化剂是质子酸,例如磷酸、硫酸、氯化氢气体[2]等。无机酸作催化剂价廉易得,但是其缺点也不可避免,传统方法反应时间很长,会产生过多的副产物,后处理工艺复杂[3],后阶段需进行中和、水洗、干燥等过程,产生大量的酸性废水,会污染环境和腐蚀设备。文献报道了很多新型优良的催化剂如维生素C[4]、可膨胀石墨[5]和分子筛[6]等,这些催化剂可以多次使用,缩短反应时间,提高收率,更好地保护环境,越来越受到大家的欢迎。氨基磺酸物理性能稳定,在反应时能够很快溶于反应体系[7],形成均相催化。本文对氨基磺酸合成丁醛1,2-丙二醇缩醛的最佳工艺条件进行了探讨。

1 实验部分

1.1 主要的实验仪器与试剂

氨基磺酸、丁醛、1,2-丙二醇、环己烷、氯化钠均为分析纯。

TJ270-30A型红外分光光度计,2WAJ型阿贝折光仪。

1.2 催化合成丁醛1,2-丙二醇缩醛实验方法

在装有电磁搅拌,球形冷凝管,分水器,温度计的250m L的反应烧瓶内加入一定量的正丁醛、1,2-丙二醇、环己烷和氨基磺酸,搅拌下加热回流,至分水器无水分出为止,再延长10~20min稍冷,放出水层。将有机层合并,用饱和食盐水洗涤,洗涤后的有机层再用无水硫酸镁干燥,最后进行蒸馏。先收集前馏分,再收集139~142℃的液体,此液体为无色透明带有淡苹果香味的缩醛,即为产品。

1.3 产品分析鉴定

按本法制得的产品IRν:1146cm-1、1121cm-1、1052cm-1、1023cm-1,与文献[8]数据基本一致。产物的折光率nD20为1.4141与文献值(nD20=1.4139)基本相符,产品为无色透明液体。

2 实验结果与讨论

2.1 醛醇摩尔的影响

从化学平衡角度考虑,增大正丁醛或1,2-丙二醇都有利于提高正丁醛转化率,但由实验可知,正丁醛在水中的溶解度较1,2-丙二醇小,洗涤时难以除去,而且正丁醛沸点较产品稍低,难以蒸馏加以分离,而造成后处理困难,所以本实验采用1,2-丙二醇过量。本实验固定正丁醛0.2mol,催化剂的用量为1g,加入带水剂环己烷为15m L,改变1,2-丙二醇的用量,反应时间为60min,考察不同醛醇摩尔比对反应收率的影响,实验结果见表1。

由表1可知,随着醛、醇摩尔比的增加,产物收率逐渐增加,当醛、醇摩尔比为1∶1.5时,产物收率达到最大,再增加醛、醇摩尔比,产物收率呈下降趋势。由此可知,醛、醇最佳摩尔比为1∶1.5。

2.2 催化剂的用量对丁醛1,2-丙二醇缩醛收率的影响

固定适宜的醛、醇最佳摩尔比1∶1.5,其它反应条件同上,通过改变催化剂用量,考察不同催化剂用量对产品收率的影响,结果见表2。

由实验数据分析可知,氨基磺酸的用量太多或偏少都不利于反应的进行。当催化剂的质量为1.0g时,缩醛的转化率达到最大值。催化剂用量过少可提供的催化活性中心较少,催化效果不太明显。催化剂用量过多时,后处理过程中会残留下来,阻碍反应原料的接触机会,甚至可能会引发副反应,从而使醛醇的转化率降低。因而,实验时取氨基磺酸的用量为1.0g。

2.3 反应时间对丁醛1,2-丙二醇缩醛收率的影响

固定适宜的醛、醇最佳摩尔比1∶1.5,催化剂用量为1g,加入环己烷15m L为带水剂。通过改变反应时间,考察不同反应时间对产品收率的影响,结果见表3。

由表3数据可知,反应进行到60min时,反应基本完成,再延长反应时间,可能会引发逆反应和副反应的发生,阻碍缩醛的生成,产品收率反而下降,本实验以反应时间60min为最佳。

2.4 带水剂的用量对丁醛1,2-丙二醇缩醛收率的影响

固定适宜的醛、醇最佳摩尔比1∶1.5,催化剂用量为1g,反应时间为60min,通过改变环己烷用量,考察不同环己烷用量对产品收率的影响,结果见表4。

由表4可知,随着带水剂用量的增加,产品收率逐渐提高,在15 m L时收率达到最大值56.13%,继续增加,收率反而下降。这可能是由于过多的环己烷降低了反应体系的回流温度,故带水剂环己烷的用量以15m L为宜。

3 结论

⑴氨基磺酸作为合成丁醛1,2-丙二醇缩醛的催化剂,具有催化活性高,性能稳定,反应时间短,后处理操作简单等优点。

⑵通过单因素实验确定合成产物的最佳工艺条件为:醛醇摩尔比为1∶1.5,氨基磺酸质量为1.0g,环己烷用量为15m L,反应时间为60min,产品的收率为56.14%。

参考文献

[1]何鸣元,刘彩华,等.HZSM-22沸石分子筛催化缩醛(酮)[J].化工进展,2005,24(12):1383-1385.

[2]王存德,钱文元.分子筛催化合成缩醛(酮)[J].化学世界,1993(1):20-22.

[3]童文龙,杨水金.二氧化钛负载磷钨钼杂多酸催化合成缩醛(酮)[J].稀有金属材料与工程,2007,36(3):316-320.

[4]文瑞明,罗新湘,等.维生素C催化合成缩醛(酮)[J].石油化工,2002,31(5):373-375.

[5]赵立芳.缩醛(酮)合成中催化剂的研究进展[J].河南化工,2006,23(2):8-11.

[6]袁先友,张敏,尹笃林,等.脱铝超稳Y沸石催化苯甲醛与1,2-丙二醇的缩醛化反应[J].催化学报,1997,18(4):328-330.

[7]乔建辉,黄小梅,腾俊江.氨基磺酸催化合成柠檬酸三戊酯的工艺研究[J].应用化工,2009,38(8):1139-1142.

氨基磺酸 第7篇

关键词：氨基磺酸型,两性表面,活性剂,性能

表面活性剂具有“工业味精”的称号, 在生产和生活中得到广泛的应用, 但是, 也在一定程度上对环境造成影响。随着科学的发展, 人们的环境意识不断增强, 绿色表面活性剂是发展的一大方向。在分子结构方面, 氨基酸型表面活性剂和天然的氨基酸脂体相似, 生物降解性比较好。现阶段, 在市场上, 多应用的两性表面活性剂是氨基羧酸型[16,17,22,23]以及氨基磷酸型[14,19], 在氨基酸型两性表面活性剂中, 氨基磺酸型占据的比例比较少。氨基磺酸型具有的优点包括氨基酸型所具有的优点, 耐硬水, 并具有耐电解质的特性, 在高矿化度水环境比较适用。

1 氨基酸型表面活性剂的发展

对于氨基酸型表面活性剂的研究, 主要是在上世纪初, Bondi第一次合成两种, 分别是:

(1) N-月桂基氨基乙酸;

(2) N-月桂基丙氨酸。在20世纪40年代, 德国把氨基酸两性表面活性剂发展为商品化的模式。20世纪50年代以后, 对于氨基酸型表面活性剂, 研究变得更加活跃, 人们研究氨基酸型表面活性剂的分子骨架, 并研究其性能等。合成的原料能够再生, 毒性较低, 合成的技术不断发展, 应用性能得到优化, 应用的领域不断扩展。现阶段, 在氨基酸型表面活性剂研究方面, 我国和发达国家还具有一定的差距, 因此必须加大研究, 不断拓展应用的领域。

2 氨基磺酸型两性表面活性剂分型

对氨基酸型表面活性剂进行分类, 主要是以下几种分类方法。

首先是根据正电荷中心进行分类, 分成弱碱性氮原子、强碱性氮原子, 弱碱性氮原子为一价正电荷, 性质的发挥主要取决于p H值。强碱性氮原子在p H值范围内受到的影响比较小。

其次是根据链接方式进行分类, 主要是分为直链型、环烷型、双子型或者是bola型。

再次是根据氨基、磺酸基的数目进行分类, 主要是分为: (1) 单氨基单磺酸基, (2) 单氨基多磺酸基, (3) 多氨基单磺酸基, (4) 多氨基多磺酸基。

最后是结合头基、尾基的数目进行分类, 主要是分为: (1) 单头单尾氨基磺酸, (2) 单头多尾氨基磺酸, (3) 双头单尾氨基磺酸, (4) 多头多尾氨基磺酸。

3 氨基磺酸型两性表面活性剂合成途径

3.1 合成途径

氨基磺酸型两性表面活性剂在合成方面主要是分为三个途径:

第一是酶催化合成法。这种方法的反应条件比较温和, 具有较好的选择性, 产率比较高, 分离提纯产物比较容易, 避免形成具有毒害性的副产物, 在上世纪

80年代中期达到研究热潮。但是, 到目前为止, 还在实验室研究中。

第二是化学合成法。这种方法研究的时间比较早, 现阶段国内外已经将这种方法用于工业化生产。

第三是化学-酶合成法。这种方法集合化学法、酶合成优势, 合成具有绿色性, 清洁, 但是, 成本比较高。

3.2 合成

首先是应用磺化剂。氨基酸两性表面活性剂合成主要是脂肪酸、脂肪酸衍生物和氨基酸反应生成。在合成中, 主要是磺酸基取代羟基, 在工业生产中, 氨基磺酸是胺化物与磺化剂进行反应生成。结合磺化剂, 主要是分成3种反应方式。

首先是卤代磺化剂。在过量脂肪伯胺中, 增加卤代磺化剂, 温度环境是100~200℃, 反应一段时间, 沉淀后, 用有机溶剂进行萃取, 得到产物。这种方法的原料比较容易得到, 时间较短, 但是温度过高, 容易腐蚀设备。

其次是磺内酯等。在低温条件下, 磺内酯和脂肪胺进行烷基化反应, 得到产物。为避免剧烈反应, 反应环境为: (1) 水, (2) 醇, (3) 二氯烷烃。

再次是无机磺化剂, 如亚硫酸氢钠。应用脂肪胺, 与无机磺化剂以及有机低分子进行反应, 得到产物。该方法的环境是碱性环境, 脂肪胺、甲醛更容易发生缩合反应, 形成中间体, 继而与亚硫酸氢钠进行磺化反应。这种方法反应物比较稳定, 反应条件比较容易实现, 但是, 温度较高, 反应的路线太长。

4 性能

4.1 表面活性

对于表面活性剂表面活性, 主要的表示方法是在水溶液中, 表面活性剂聚集, 生成胶束最小浓度 (CMC) , 并用最小浓度表面张力来表示。氨基磺酸型两性表面活性剂CMC较低, 表面张力也较低。测定十二烷基苯磺酸钠CMC以及表面张力, 显示氨基磺酸型甜菜碱CMC范围是34.5~46.52mg/L, 表面张力低于31m N/m;十二烷基苯磺酸钠胶束最小浓度是345mg/L, 表面张力是35.68m N/m。结果显示氨基磺酸型两性表面活性剂表面活性更好。

4.2 洗涤能力

氨基磺酸型两性表面活性剂洗涤能力较强。Fernley对比氨基磺酸型甜菜碱, 碳数为10-18, 并选择烷基苯磺酸盐 (碳数相同) , 结果显示, 甜菜碱去污能力比较明显。

4.3 抗盐性能力

在表面活性剂的性能中, 抗盐性能是一项衡量指标。盐度不同, 表面活性剂的水溶液物性产生的变化不同。在表面活性剂溶液内部, 增加盐, 双电层被压缩表面活性剂溶液值变小, 当盐量较大时, 会产生盐析现象。在高盐度水溶液内部, 氨基磺酸型两性表面活性剂抗盐能力比较好。

4.4 生物降解

若表面活性剂生物降解性比较好, 就可以减少对环境的污染, 生物降解的性能和活性剂分子结构具有一定的关系。在通常情况下, 疏水基结构的影响比较大。若烷基苯磺酸钠碳数相同, 疏水基直链型的降解性大于支链型结构。

4.5 配伍性

在生产中, 表面活性剂不可以单独的应用, 必须与其他物质复配, 达到使用的标准。氨基磺酸型两性表面活性剂与其他的表面活性剂配伍性较好, 因此, 这类表面活性剂使用性能较好, 应用的场合也较为广泛。在油田开发中, 氨基磺酸型两性表面活性剂复配体系也可以应用, 并发挥协同的作用, 具有较好的使用性能。

5 结语

在当前情况下, 氨基磺酸型两性表面活性剂需要的合成原料受到价格的限制, 不稳定, 毒性比较大, 反应条件较为苛刻, 应当寻找更加合理的合成原料, 价格低廉, 性质比较稳定, 对环境的影响较小, 不断优化合成的技术, 达到“绿色”生产的目的。对氨基磺酸型两性表面活性剂需要加强研究, 不断的拓展应用领域。

参考文献

氨基磺酸 第8篇

1 实验

1.1 实验原材料

对氨基苯磺酸钠:工业级,无极县宏盛化工有限公司;苯酚:工业级,南京金悦化工有限公司;甲醛:工业级,浓度36.5%,厦门第二化工厂;液碱:工业级,浓度32%,龙海市正源化工有限公司;黑液,浓度60%,重庆铜梁造纸厂;自来水。

1.2 性能测试用材料

水泥:华润牌PO42.5水泥;细骨料:河砂,细度模数2.6~2.9,含泥量小于1%;粗骨料:碎石,粒径5~20 mm连续级配;矿物掺合料:Ⅱ级粉煤灰。

1.3 仪器设备

500 ml四口烧瓶,上海化科实验器材有限公司;JJ-1精密增力电动搅拌机,金坛市新航仪表厂;蛇形冷凝管,杭州凯弗克斯实验室设备有限公司;DZF型真空干燥箱,南京华奥干燥设备有限公司;Avatar 360型傅立叶变换红外光谱仪,美国Nicolet公司;p H计,PHS-3C型,上海中庸检验设备有限公司;NJ-160A型水泥净浆搅拌机、JJ-5型水泥胶砂搅拌机,献县天佑建筑仪器厂;水泥胶砂流动测定仪,献县天佑建筑仪器厂;单卧轴式混凝土搅拌机,HJW-30/60型,沧州科成工程仪器有限公司;压力试验机,TYE-2000B型,无锡建仪仪器机械有限公司。

1.4 合成工艺

在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的四口烧瓶中,加入对氨基苯磺酸钠、苯酚、水,搅拌至充分溶解,用液碱调节p H值,升温至70℃时开始滴加甲醛,滴加完毕后继续升温至80~100℃,保温缩合数小时,加入一定量的黑液后用液碱调节p H值,继续保温缩合数小时,即合成出黑液改性氨基磺酸系高效减水剂。

1.5 性能测试方法

1.5.1 水泥净浆流动度

按GB/T 80772000《混凝土外加剂匀质性试验方法》测试水泥净浆流动度。试验水灰比为0.29,水泥用量300 g,用水量87 g,除特殊说明,均为等折固掺量。

1.5.2 水泥砂浆流动度

试验水灰比为0.48,水泥用量354 g,砂子用量785 g,用水量170 g,除特殊说明,均为等折固掺量。将称好的料倒入搅拌锅内,在水泥胶砂搅拌机上自动搅拌,结束后将料倒至放置于水泥胶砂流动测定仪上的砂浆截锥圆模中,测试水泥砂浆的流动度。

1.5.3 泌水率

泌水率测试,控制减水剂用量,使砂浆流动度为(180±5)mm,将制备的砂浆置于一定体积的容器内振实,盖住静置,前1 h内每隔10 min用吸管将泌出的水取出,后每隔20 min取水1次,按3.5 h内的总泌水量计算砂浆泌水率。

1.5.4 混凝土试验

参照GB/T 500802002《普通混凝土拌合物性能试验方法》和GB/T 500812002《普通混凝土力学性能试验方法》测试混凝土的性能。

1.5.5 红外光谱(IR)分析

采用液膜法,将减水剂样品在溴化钾晶片上涂上薄薄一层,在红外灯下烘干,采用Nicolet Avator 360傅立叶红外光谱仪进行测试。分辨率4 cm-1,MCT-B检测器。

2 结果与讨论

2.1 合成工艺对减水剂塑化效果的影响

2.1.1 对氨基苯磺酸钠用量对减水剂塑化效果的影响

对氨基苯磺酸钠分子结构中带有主导官能团磺酸基与非主导官能团氨基,苯酚分子结构中带有非主导官能团羟基,通过实验发现两者不同的配比会对产品性能有较大的影响。在其它条件相同的情况下,对氨基苯磺酸与苯酚的摩尔比对合成产物塑化效果的影响见图1。

从图1的净浆实验和砂浆实验可以看出,在其它条件相同的情况下,当n(对氨基苯磺酸)∶n(苯酚)=0.60时,减水剂的塑化能力最强,掺减水剂的净浆和砂浆的流动度最大。这是因为,氨基磺酸盐减水剂本身是一种高分子表面活性剂,可用亲水亲油平衡值来表示其亲水性。在水泥浆体系中其同系化合物必定有一个化合物恰好能达到亲水和亲油的平衡,达到这种平衡便能产生最佳减水效果。当对氨基苯磺酸钠用量进一步增大时,对氨基苯磺酸钠上的氨基与甲醛在碱性条件下有可能发生副反应,进一步交联,导致产品的分散性能下降。

2.1.2 甲醛用量对减水剂塑化效果的影响(见图2)

从图2可以看出,当n(甲醛)∶n(对氨基苯磺酸钠+苯酚)=1.14时,掺减水剂的净浆和砂浆的初始流动度最大。这是因为,当甲醛与(对氨基苯磺酸钠+苯酚)物质的量相当时,主要产物为邻羟甲基苯酚和对羟甲基苯酚,前者多于后者;当甲醛的物质的量大于(对氨基苯磺酸钠+苯酚)时,生成多元羟甲基酚;如果甲醛与(对氨基苯磺酸钠+苯酚)的物质的量比小于1时,则不能生成足够的羟甲基,使缩合反应不能继续进行。因此,要获得足够相对分子质量的缩合物,甲醛用量必须超过(对氨基苯磺酸钠+苯酚)的用量。

氨基磺酸盐减水剂的缩合反应是一个相当复杂的过程,其相对分子质量的大小对其塑化效果的影响很大,甲醛过量有可能导致大量的三羟甲基酚生成,交联反应加快,磺化度降低,从而影响其塑化效果。因此,只有甲醛与(对氨基苯磺酸+苯酚)的摩尔比适当时,才能获得性能较好的减水剂。

2.1.3 保温时间对减水剂塑化效果的影响

通常高效减水剂的性能与其相对分子质量密切相关,因为减水剂需要有一定的分子质量才能充分吸附在水泥颗粒表面,一般相对分子质量在1500~10 000时具有较佳的性能,而缩聚反应物的相对分子质量则随反应时间的延长而增大。保温时间对减水剂塑化效果的影响见图3。

从图3可以看出,随着保温时间的延长,掺入氨基磺酸盐减水剂的水泥净浆、砂浆流动度增大,但当保温时间继续延长,相对分子质量进一步增大,减水剂的塑化性能提高并不明显,甚至有所下降。这有可能是因为随着保温时间的延长,减水剂的分子质量增大,分子质量过大会使分子在水泥浆体中运动的速率降低,减慢吸附速度,因而也会对塑化效果产生不利影响,从图3可以看出,保温时间控制在6 h较好。

2.1.4 产物设计浓度对减水剂塑化效果的影响

设计反应物的初始浓度分别为22%、28%、34%和40%,考察在不同浓度下产物的塑化性能,试验结果见图4。

从图4可以看出,当反应物初始浓度为28%时,合成减水剂的塑化性能最佳。这是因为,反应物浓度太低时,分子之间的碰撞几率较低,合成的产物分子质量小,支链少,减水率低;反应物浓度太高时,合成产物的分子质量增大很快,容易形成网状结构,不易控制,也导致减水剂的塑化性能降低,长时间放置溶液还容易变稠。因此,只有当反应物初始浓度处于最佳时,合成的产物分子质量适中,支链多,塑化性能较好。

2.2 黑液添加量对减水剂塑化效果和泌水率的影响

按上述最佳合成参数,掺入黑液进行改性,试验时黑液添加量分别为占改性减水剂固含量质量的0、6%、12%、18%、24%。黑液添加量对减水剂塑化效果的影响见图5,对泌水率的影响见图6。

从图5(a)可以看出,当净浆、砂浆中减水剂采用等折固掺量时,水泥净浆和砂浆的流动度随着黑液添加量的增加不断降低,黑液对氨基系减水剂的改性使减水性能降低。这是由于氨基系减水剂是高效减水剂,其所带负离子基团数较多,且基团所带负电荷数较大。虽然黑液本身有部分减水效果,但远不如氨基磺酸盐减水剂,当二者共缩合后,随着黑液用量增加,减水剂中所含氨基磺酸钠的量降低,当水泥颗粒吸附减水剂阴离子大基团后,水泥颗粒所带负电荷随黑液用量的增大而降低,从而使水泥颗粒之间的静电斥力降低,最终使水泥分散性降低。

从图5(b)可以看出,当净浆、砂浆中减水剂采用等成本掺量时,水泥净浆和砂浆流动度随着黑液掺量的增加不断增大,在黑液掺量为18%时达到最大值,说明黑液在改性氨基系减水剂中含18%时,可获得最优性价比产品。

由图6可以看出,未掺黑液的样品在各个时间段的泌水率均为最高,3.5 h时砂浆泌水率达13.6%,而加入黑液缩合改性后的减水剂,砂浆泌水率有较为明显的下降,特别是黑液添加量为18%时,泌水率最低,3.5 h泌水率为7.8%。说明添加黑液改性后的减水剂泌水效果比单一氨基系减水剂有较大提高,再结合图5的净浆和砂浆试验结果可知,黑液添加量为18%时改性减水剂的效果最佳,既可以提高性价比又可以降低泌水率。

2.3 红外光谱分析

对上述一系列采用不同黑液添加量进行改性的减水剂进行红外光谱分析,结果见图7。

从图7可以看出,纯氨基磺酸盐减水剂和黑液改性的氨基减水剂特征峰出峰位置基本相同。其中,1600及1506 cm-1处的2个谱带是芳环骨架振动νC=C的特征峰;1470 cm-1处为CH键的不对称弯曲振动,是δCH2的特征峰;进一步比较发现,添加黑液的样品,在1385 cm-1处出现了与黑液相一致的峰。1385 cm-1处是甲氧基δCH的特征峰,这有可能是因为黑液含有木质素,1385 cm-1处是木质素大分子中与苯环相连甲氧基的δCH特征峰。木质素主要由3种基本结构(非缩合型结构)即愈创木基结构、紫丁基结构和对羟苯基结构组成,其中愈创木基结构和紫丁基结构含有甲氧基[4]。另外,单纯的黑液样品在880 cm-1处有强烈的吸收峰,而在黑液添加量为0~24%的减水剂中,同样位置均未发现明显的吸收峰,说明添加黑液进行改性,只是黑液中的部分物质参与了接枝共聚。

2.4 混凝土应用试验

强度等级为C30的混凝土试验配合比见表1。

kg/m3

不同黑液添加量改性的减水剂对混凝土拌合物性能的影响如表2所示。分别计算出不掺黑液与掺黑液的氨基高效减水剂的成本,而后以黑液掺量为0的减水剂成本为基准,分别按降低5%与8%的成本掺入,考察黑液改性减水剂的性价比是否有提升。

试验结果发现,在同种水泥,相同水灰比时,掺有黑液的减水剂降低5%成本时,均达到了不掺黑液氨基减水剂的性能,且3 d、7 d、28 d的抗压强度值均明显超过不掺黑液氨基减水剂的强度值,其中,黑液掺量18%及24%的氨基减水剂尤为明显。对黑液掺量18%及24%的氨基减水剂继续降低8%的成本掺入,发现同样达到了不掺黑液氨基减水剂的性能,且强度有了更进一步的提高,说明添加黑液进行改性,可有效提高减水剂的性价比。

3 结语

(1)经过一系列单因素试验研究结果表明,氨基磺酸盐高效减水剂的最佳合成参数为:n(对氨基苯磺酸)∶n(苯酚)=0.60;n(甲醛)∶n(对氨基苯磺酸钠+苯酚)=1.14,合成保温时间6 h,初始浓度为28%。

(2)在最佳参数合成时,掺入一系列不同量的黑液进行改性,红外光谱分析表明,添加黑液进行改性,只是黑液中的部分物质参与了接枝共聚。

(3)净浆、砂浆试验,混凝土试验及泌水试验表明,黑液添加量为18%,其性价比及泌水效果最好,其中3 d、7 d和28 d抗压强度都有较为显著的增长。

参考文献

[1]任以伟.造纸黑液木质素的接枝改性及性能研究[D].武汉:华中科技大学,2007.

[2]罗振扬,陈杰,何明,等.木质素改性氨基系高效减水剂性能研究[J].新型建筑材料,2011(1):5-8.

[3]杨东杰,邱学青,欧阳新平,等.改性氨基磺酸系高效减水剂的研究[J].混凝土,2006(1):78-81.

氨基磺酸 第9篇

近年来,国内外研究者对改善PANI的溶解性和可加工性进行了大量研究,主要集中于对PAN进行掺杂或改性,以改善PANI的溶解性和可加工性。如张文治等[7]利用二乙二醇单甲醚与三氯氧磷合成带有乙氧基的酸性磷酸酯掺杂剂,从而制得掺杂的PANI水分散液。带有短链乙氧基的质子酸具有掺杂剂和表面活性剂的双重功能,从而使酸性磷酸酯掺杂的PANI在水溶液中的分散效果较未掺杂的PANI的分散效果明显提高,可稳定放置一个月以上。姜新蕾等[8]以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和柠檬酸为共掺杂剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,采用化学氧化法合成了掺杂态水溶性PANI。郑时国[9]首先以邻硝基甲苯为原料成功合成了N-(2-羟乙基)-2-氨基苯甲酰胺,再以N-(2-羟乙基)-2-氨基苯甲酰胺和苯胺(An)为原料,合成了一种新型的水溶性PANI衍生物。此PANI衍生物共轭性差,不具有电活性,呈现出非晶态结构,在水、乙醇、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺等普通溶剂中具有较好的溶解性。Chan[10]利用邻氨基苯甲醇作为掺杂剂,制备了系列聚(苯胺-氨基苯甲醇),并对其结构与性能进行分析,结果表明由于—CH2—OH的影响,分子链之间的共轭作用减弱,热稳定性提升。Mousavinejad[11]等以超临界二氧化碳/水为媒介,An和间氨基苯磺酸(3-ABSA)在Cloisite 30B层间利用原位聚合法进行聚合,合成PANI-黏土纳米复合材料。将制备的纳米材料与环氧树脂混合,并对其复合乳液的防腐性能进行分析。此外,通过键入的方式将—SO3H等亲水基团引入PANI的链段上,制备自掺杂磺酸型PANI亦是提高PANI水分散稳定性的有效途径[12,13]。PANI主链结构中磺酸基团的键入可有效提高PANI的水溶性。因此,基于物理或化学的方式将亲水性基团键接到PANI分子链上,可有效降低分子链的刚性及共轭效应,改善PANI的溶解性和可加工性。

本文以An和3-ABSA为原料,对苯二胺(PDA)为封端剂,APS为氧化剂,制备了系列3-ABSA和PDA共聚改性的本征态PANI水分散液;并将其与水性醇酸树脂(W-Alkyd)复合,制得W-Alkyd/PANI防腐涂料;系统分析其构效关系。目前有关W-Alkyd/PANI复合涂料的研究主要集中在溶剂型Alkyd/PANI防腐涂料的研究[14,15];有关W-Alkyd/PA-NI的研究较少,Alam[16]使用表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)作为分散剂,利用共混的方式成功制备出了Alkyd/PANI防腐涂料。但共混体系普遍存在相容性问题,本文通过分步引入3-ABSA和PDA,在PANI分子链上键入氨基和磺酸基团,氨基和磺酸基团的引入可有效提高PANI与W-Alkyd的相互作用和相容性,改善水性复合涂料的稳定性,相关报道基本未见。

1 实验

1.1 实验原料和仪器

An:AR,天津市化学试剂一厂;PDA:AR,天津市科密欧化学试剂有限公司;3-ABSA:98%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10):CP,天津市百世化工有限公司;盐酸(HCl):AR,天津化学试剂研究所;APS:AR,天津市红岩化学试剂厂;无水乙醇:AR,天津市河东区红岩试剂厂;去离子水。其中An经过二次减压蒸馏纯化后放置冰箱中待用。

傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),VECTOR-22型,德国布鲁克公司;紫外可见分光度计(UV-Vis),DR5000型;X射线粉末衍射仪(XRD),D/max2200PC型,日本理学;场发射扫描电镜(SEM),S-3800N,日本理学;透射电镜(TEM),FEI Tecnai G2F20S-TWIN型,美国FEI;超声波细胞粉碎机,Scientz-IID,宁波新芝生物科技股份有限公司;电化学测试,PARSTATMC,美国阿美特克公司。

1.2 间氨基苯磺酸掺杂聚苯胺的制备

称取一定量的3-ABSA,3.80 g的OP-10与100m L浓度为1 mol/L的盐酸水溶液,经超声处理成均匀的盐酸水溶液;将此溶液移至三口烧瓶中,在冰浴条件下搅拌30 min。将6.80 g的过硫酸铵溶于100m L浓度为1 mol/L的盐酸中;称取一定量An;将APS的盐酸水溶液与一定量的An一边搅拌一边分别缓慢滴加到上述混合溶液中,控制滴加速度,用时1 h;将0.32 g的PDA溶于10 m L无水乙醇中,逐滴滴加到上述溶液中,滴加完毕后在冰浴条件下继续反应4 h,使其充分反应,即得到墨绿色的溶液。将此溶液利用真空抽滤,用去离子水和乙醇溶液洗涤至滤液为中性,将所得滤饼在真空干燥箱中于50℃下干燥24 h,即可得到3-ABSA掺杂的PANI粉末。单体具体用量如表1所示。

1.3 水性醇酸树脂/聚苯胺复合乳液的制备

首先按文献[17]的方法制备W-Alkyd。称取2%(占Alkyd固含量)的PANI粉末溶于去离子水中,在超声波细胞粉碎机超声震荡0.5 h,将溶液加入到W-Alkyd中,滴加分散剂,在3 000 r/min下高速搅拌0.5 h,使PANI均匀的分散在W-Alkyd中。滤去乳液中不溶物质,得到均匀的W-Alkyd/PANI复合乳液。

1.4 涂膜制备

选用120 mm×50 mm×1 mm的马口铁板作为试样底板。首先对马口铁板的表面进行处理,用800目的砂纸进行打磨后,以脱脂棉蘸取无水乙醇搽拭,自然晾干。将配制好的涂料均匀地涂覆在准备好的马口铁板上,按《漆膜一般制备法》(GB1727—92)制备W-Alkyd/PANI涂膜,水平放置,室温下干燥固化,进行电化学测试。

2 结果与讨论

2.1 红外谱图分析

PANI 4与3-ABSA的红外谱图如下图1所示。从图1中可以看出,1 565 cm-1和1 488 cm-1处的吸收峰分别代表了醌环和苯环的C=C伸缩振动吸收峰,在1 294 cm-1和1 288 cm-1处的峰分别代表与醌环和苯环有关的C—N伸缩振动吸收峰。707 cm-1处是S—O键的伸缩振动特征吸收峰,600 cm-1附近则对应的是C—S键的伸缩振动特征吸收峰[18],800 cm-1附近的吸收峰则是由芳环上的取代基团面外弯曲所造成的。由此可以说明,3-ABSA已成功接到了PANI分子链中。PANI4在3 500 cm-1附近出现新的吸收峰可归因于—NH2的伸缩振动,此可证实PDA成功键入改性PANI末端。

2.2 紫外光谱图分析

PANI 1与PANI 4的紫外谱图如图2所示。由图可知,PANI 1最大吸收峰出现在330 nm和641nm处,而PANI 4的最大吸收峰则出现在309 nm和608 nm处。330 nm处的吸收峰是苯环π-π*电子跃迁吸收峰,641 nm处的吸收峰是PANI 1醌环与苯环之间的电子转移引起的吸收峰。这是由于苯环上磺酸基团的引入,减少了链段之间的共轭从而发生了蓝移现象[19]。此外,链段之间的共轭效应降低,有利于PANI在水中的分散稳定性。

2.3 X射线谱图分析

PANI 1、PANI 4及PANI 6的XRD谱图如图3所示,从图中可以看出,PANI 1大约在2θ=10°,16°,20°,25°处均出现衍射峰。而经过3-ABSA改性的PANI 4在2θ=10°处的衍射峰逐渐消失,而PANI4,PANI 6在2θ=20°,25°处出现的衍射峰强度明显减弱,由此说明经过3-ABSA和PDA的改性,PANI分子链上的磺酸基团使得链段之间的空间位阻增加、链段之间的空隙增加,而且随着3-ABSA量的增加,此现象更加明显。另外,由PANI 6谱图可以看出,在2θ=25°附近出现比较钝的非晶衍射峰,且没有出现非常明显的尖锐晶体衍射峰,这是由于磺酸基团的存在使得聚苯胺的结晶度降低,共轭程度减弱的结果。

2.4 聚苯胺形貌分析

PANI 1,PANI 4的SEM与TEM形貌图如图4,5所示。从图4可以明显的看出,PANI 1中聚苯胺颗粒呈现球状颗粒形貌;经3-ABSA和PDA改性后,PANI 4显示棒状结构。与PANI 1相比,PANI 4的结构堆砌相对疏散。这种疏松的排列结构,有利于改善PANI体系的分散稳定性。

2.5 聚苯胺分散液的稳定性分析

实验中发现,PANI 1在放置24 h后就已经完全沉降,而PANI 2~6未出现沉降,说明未改性PANI的水分散性较差。72 h放置后,PANI 2与PANI 6水分散液的开始出现沉降,而PANI 3、PANI 4和PANI 5的水分散液较为稳定,无沉降现象。图6、图7显示了放置时间为120 h和180 h的PANI和共聚改性PANI分散液的电子图片。静置120 h后,PANI 2、PANI 5与PANI 6水分散液进一步沉降,而PANI 3和4基本未出现无沉降。静置180 h后,PA-NI 2已经完全沉降,PANI 6基本完全沉降,PANI 5静置180 h后较静置120 h时有轻微的沉降,PANI 3和4的分散液较为稳定,沉降现象不明显。图8为静置720 h后PANI 4分散液的外观图,从图片中看出经过720 h后,PANI 4分散液几乎无沉降现象,稳定性较好。因此,PANI 4分散液具有良好的稳定性。此进一步说明在PANI分子链上接入适量的3-ABSA和PDA时,可有效的提升PANI分散液的稳定性;而引入过量的3-ABSA时,PANI水分散液的稳定性反而变得更差。这可能是由于与An相比,3-ABSA的空间位阻较大,随着3-ABSA含量的增多,3-ABSA与An间的共聚反应愈加困难,导致An单体易发生自聚,从而导致分散液稳定性变差。

2.6 电化学分析

PANI 1和PANI 4的电化学分析如下图所示,图9为PANI 1和PANI 4的电化学阻抗谱(EIS)的奈奎斯特图,可以估算出涂料在3.5%Na Cl溶剂中的防腐性能。从图中可以看出PANI 4的极化电阻Rp值为1.9×105Ω·cm2,PANI 1的Rp值为1.6×104Ω·cm2,说明了PANI 4的对基体的防护效果明显高于PANI 1。图10为PANI 1和PANI 4的防腐涂层在3.5%Na Cl溶液中的极化曲线图,从图中看出,PANI 1的腐蚀电压为-0.599 V,PANI 4的腐蚀电压为-0.459 V。PANI 4较PANI 1向正极明显移动了140 m V,避免了阴极腐蚀。从而说明3-ABSA和PDA的加入可明显提高PANI的水分散性,避免了PANI分子之间的团聚,大大提高了PANI在水性涂料中的稳定性,增加其防腐性能。

3 结论

以An和3-ABSA为原料,PDA为封端剂,APS为氧化剂,利用氧化还原聚合法成功制备出系列共聚改性的PANI。通过FT-IR、UV-vis、XRD谱图证实了共聚改性PANI的结构。SEM和TEM形貌图表明改性前后PANI的形貌发生了很大的变化,由球状转变为棒状形貌。分散液稳定性测试证实适量3-ABDA和PDA的加入可有效提升PANI水分散液的稳定性;但当3-ABSA含量过量时,水分散液的稳定性反而降低。研究表明,采用5.03 g的An,1.04的3-ABSA与0.32 g的PDA所制的PANI水分散液具有良好的稳定性,可以稳定放置720 h以上。电化学测试亦表明,与未改性PANI相比,共聚改性PANI 4的极化电阻可提高一个数量级,腐蚀电压向正极方向移动140 m V,避免了阴极腐蚀,聚苯胺防腐性能得到明显提高。共聚改性PANI在水性防腐涂料领域具有广阔的应用前景。

摘要：以苯胺(An)和间氨基苯磺酸(3-ABSA)为原料,对苯二胺(PDA)为封端剂,过硫酸铵做氧化剂,通过氧化聚合法制备了系列共聚改性的聚苯胺(PANI)。利用红外光谱、紫外光谱、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜图(TEM)对PANI结构进行了分析。分散液稳定性测试表明,当An含量为5.03 g,3-ABSA含量为1.04 g,PDA含量为0.32 g,时,所制改性PANI在水中具有较好的稳定性,可以稳定放置720 h以上。电化学分析表明,共聚改性PANI的极化电阻由1.6×10~4Ω·cm2增加至1.9×10~5Ω·cm2,腐蚀电压较未改性PANI向正极移动了140 m V,防腐性能得到明显改善。

氨基硅油改性苎麻纤维的研究 第10篇

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关键词：表面改性；苎麻纤维；氨基硅油；结晶度；热性能

中图分类号： TH145. 42 文献标识码：A

苎麻纤维是一种天然热带植物纤维，具有纤维素含量高、密度小、比强度和比模量高等优点.近年来，苎麻纤维增强聚合物基复合材料作为一种新型的汽车内饰材料［1-3］，已逐渐成为各国关注和开发的热点.其中天然麻纤维改性是该材料研究的重点.但是由于苎麻纤维吸水性大、微观缺陷以及表面杂质的存在，苎麻纤维与树脂基体的界面粘结不理想，导致复合材料的力学性能不高［4-5］，从而限制了苎麻纤维增强树脂基复合材料的应用.因此，如何对苎麻纤维进行有效地表面处理，在其表面上引入新的官能团，改善苎麻纤维与树脂基体的粘结性是目前研究的重要方向.本文采用氨基硅油对苎麻纤维进行表面处理，在其表面成功地包覆了有机硅分子，并且探讨了该种处理方法对苎麻纤维表面状况和热性能的影响.

1 实验及测试分析

1.1 实验原料

苎麻纤维来源于湖南省麻类研究所，氨基硅油来源于中蓝晨光化工研究院.其它原材料包括氢氧化钠、无水亚硫酸钠、硅酸钠、十二烷基硫酸钠、十六醇，均为分析纯等.

1.2 氨基硅油改性苎麻工艺流程

苎麻改性工艺流程为：苎麻原麻除杂→原麻碱脱胶→水洗→真空干燥→氨基硅油改性处理→水洗→真空干燥.

首先，用化学脱胶的方法对苎麻原麻进行脱胶处理［6］，在真空干燥箱中干燥备用.然后，将脱胶处理过的苎麻纤维放入高温高压反应釜（GCF2型）中，缓慢倒入氨基硅油乳液（乳液中包含氨基硅油、十六醇及十二烷基硫酸钠），在氩气条件下，于160 ℃反应3 h，待反应完成后，将处理过的苎麻洗涤干净，在真空干燥箱中干燥，备用.

1.3 测试分析

采用傅里叶红外光谱仪（美国Nicolet 5SXC型）测试处理前后苎麻纤维表面的官能团变化，用接触角测定仪（JY82型）测定纤维的接触角，检测液体为2次蒸馏水、二氯甲烷和乙二醇，其相应

3 结论

提出了一种氨基硅油改性苎麻纤维的新方法，该方法有效地在苎麻纤维表面包覆了有机硅分子，从而使得改性后的苎麻纤维吸水性下降，与非极性聚合物（如：聚丙烯）的相容性提高，其结晶度提高了15%.同时，改性后苎麻纤维的耐热性能也得到明显改善，有效地避免了苎麻纤维在加工过程中的碳化变色现象.该工艺过程简单，成本较低.

参考文献

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氨基磺酸 第11篇

亚氨基二乙腈法是亚氨基二乙腈经碱解、酸化后直接与亚磷酸、甲醛进行缩合反应,浓缩、离心、烘干得到双甘膦产品。亚氨基二乙腈采用天然气合成,原料来源广,这几年发展很快。但这种方法的缺点是浓缩和离心过程中产生大量含钠、氯、甲醛、双甘膦等物质的废水。

本文介绍双甘膦合成工艺的改进及创新工艺,引进了废物循环回用思路,探索出可行的母液循环利用方案,既减少70%的废水,又能充分回收、利用废水中的残余产品和原料,降低双甘膦乃至草甘膦的生产成本,使产品更具竞争力,为企业创造更大的效益。

1 小试实验工艺流程

亚氨基二乙腈与液碱在适当的浓度、温度下发生碱解反应,生产亚氨基二乙酸盐,亚氨基二乙酸盐经盐酸酸化后,降温结晶分离出亚氨基二乙酸湿粉以及母液,亚氨基二乙酸与亚磷酸、盐酸、甲醛进行缩合反应,浓缩、离心、烘干得到双甘膦产品。母液加活性炭除杂质再浓缩分离出盐(氯化钠固体结晶),滤液返回下一轮的反应酸化液中循环套用,工艺流程如图1所示。

2 小试实验操作

2.1 碱解操作

往装有搅拌器和抽风装置的三口烧瓶中,加入液碱、水,开动搅拌,把温度升至40～70℃,开动真空,开始缓慢加入2mol亚氨基二乙腈,产生的氨气用稀酸液吸收。加料过程保持液温在50～80℃左右,加完后缓慢升温到物料沸腾赶氨,再加热升温真空浓缩,碱解结束。

2.2 酸化分离

往浓缩好的物料中缓慢注入浓盐酸,使溶液pH为2左右,此时物料就会产生亚氨基二乙酸结晶,继续降温到10℃以下,在亚氨基二乙酸大量析出后,就可以抽滤分离得到亚氨基二乙酸湿粉和母液。

2.3 母液浓缩除盐

分离出来的母液放回到三口烧瓶中,升温抽真空浓缩,待大量结晶出现后就可以抽滤分离结晶盐,分离出来的滤液返回下一批酸化好的物料中,循环套用。降温结晶抽滤分离得到二次的亚氨基二乙酸湿料和母液,母液循环套用5次。

3 小试实验结果

3.1 提取亚氨基二乙酸温度的对比

投料2mol亚氨基二乙腈碱解酸化后,降温到常温20℃抽滤分离的结果见表1。

投料2mol亚氨基二乙腈碱解酸化后(同上操作),降温到10℃抽滤分离的结果见表2。

试验结果表明,在20℃下抽滤分离得到的亚氨基二乙酸湿料平均提粉率为91.82%,在10℃下抽滤分离得到的亚氨基二乙酸湿料平均提粉率为93.85%,温度对亚氨基二乙酸收率提粉率影响程度比较大。在较低的温度下抽滤分离得到的亚氨基二乙酸较多,这样有利于后面缩合双甘膦反应总收率的提高。

3.2 母液浓缩程度与除盐率的关系

分离出来的母液放回到三口烧瓶中,升温抽真空浓缩,待大量结晶出现后可以抽滤分离结晶盐。浓缩出来的蒸出液不同,盐的结晶程度也不同,抽滤分离盐的重量也不同,还有亚氨基二乙酸的析出量也不同,表3是浓缩出来的浓缩剩余率、除盐率和亚氨基二乙酸的析出率的结果。

试验结果表明,母液浓缩程度越高,析出的盐越多,除盐率越高,但是亚氨基二乙酸的析出率也跟着提高。这就需要找个平衡点来衡量经济效益了。

4 实验结果的讨论

由表1和表2对比可以得出,在20℃下抽滤分离得到的亚氨基二乙酸湿料平均提粉率为91.82%,在10℃下抽滤分离得到的亚氨基二乙酸湿料平均提粉率为93.85%,比20℃时的平均提粉率高2%。在条件允许的情况下可以采用低温分离,分离得到的亚氨基二乙酸再进行缩合反应,以得到更高的收率。

由表3可以看出,母液浓缩程度越高,析出的盐越多,除盐率越高,但是亚氨基二乙酸的析出率也跟着提高。如果除盐率低,母液残留的盐会带到下一批的物料中,分离出的亚氨基二乙酸湿料的盐含量就高,这样亚氨基二乙酸缩合后产生的缩合母液含盐量也会随之升高,缩合母液循环套用效果就不明显。同时套用次数不能太多,次数多了母液带进去的盐量大,对后面双甘膦缩合反应收率的影响就大,而且双甘膦产品含量难以达到98%。如果用大量清水冲洗浓缩后过滤的盐,水会把盐里的亚氨基二乙酸溶解出来,但是水也会把盐溶解到滤液中去,这样就会浪费能源了。所以,必须在生产中找一个适合生产工艺特点的平衡点,才能达到收益最大化。

分离亚氨基二乙酸的提粉率是93.85%,如果除盐效果好的话,缩合反应得到双甘膦的收率可以超过96%,这样亚氨基二乙腈合成双甘膦的总收率可以超过90%。亚氨基二乙酸母液浓缩出来的蒸出液几乎没有什么污染(只含微量HCl),处理起来很简单。亚氨基二乙酸母液浓缩分离过滤出来的滤液可以循环套用不外排,那么制备亚氨基二乙酸过程几乎无“三废”。如果除盐步骤做得好,双甘膦缩合的母液也可以循环套用多次不外排,可以提高双甘膦的回收率,那就减少了大量废水的处理费用,同时可以减少原材料的投放量,节省了原辅材料费用,提高了双甘膦的收率。综合起来得到的经济效益远超过分离提取亚氨基二乙酸、母液浓缩除盐增加的费用,经济效益明显,同时也符合国家倡导“低碳”、“绿色环保”的理念,有利于企业的长远发展。

参考文献