高密度二酸化炭素中で優れた可溶化性能を発揮する炭化水素系界面活性剤の開発

开发出在高密度二氧化碳中表现出优异增溶性能的烃类表面活性剂

基本信息

批准号：
13F03768
负责人：
鷺坂将伸
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、4鎖型(QC)炭化水素系界面活性剤を合成し、それらの水および超臨界CO2中での界面化学的物性の評価を行った。ブチル、ヘキシル、オクチル、2-エチルヘキシル、イソブチル、およびsec-ブチルを4鎖もつQCスルホサシンアミド界面活性剤を合成した。それぞれQC4, QC6, QC8, QC4-Br1、QC4-Br2と呼ぶ。QC4, QC6, QC4-Br1 と QC4-Br2は水中で界面活性を示し、それぞれ水の表面張力をが36.0, 26.6, 30.0, そして30.0 mN/mまで低下させた。QC6の26.6 mN/m は、分岐のない短鎖の炭化水素系界面活性剤では非常にまれな優れた表面張力低下能力であった。一方で、QC4-Br1、QC4-Br2、QC8は水に不溶であった。英国ラザフォードアップルトン研究所ISISにて、小角中性子散乱(SANS)測定を行ったところ、QC4水溶液では、電荷を持つ小さな楕円体ミセルと大きな多分散楕円会合体が存在することが明らかになった。一方、QC6水溶液の場合、CMCの5倍の濃度では、界面のはっきりしない球状会合体が、CMCの10倍および20倍の濃度では、1.3nmのコアと厚さ2.0nmのシェルをもつ会合体の存在が示された。シェルとコアの散乱長密度は、それぞれ界面活性剤と溶媒に相当するため、この結果はコア―シェル型ミセルではなくナノベシクルの存在を示唆する。QC4-Br1 とQC4-Br2は水に不溶なため、水系では有意なSANSプロファイルが得られなかった。また、QC4-Br1とQC4-Br2は、目視観察によって高いCO2溶解性を持つことが確認されたが、残念ながらCO2中での会合体形成を示すSANSプロファイルは得られなかった。一方で、4本のブチル鎖を持つQCスルホグルタミド界面活性剤QC4-gluは、CO2親和性が高く、界面活性剤に対する水のモル比(W)が10まで水/CO2マイクロエマルションを安定に形成させた。これは、もっともよく知られているCO2溶解性炭化水素系界面活性剤の一つTC14の性能（W=5までの水可溶化）を超えるものである。

这项研究合成了四链（QC）烃表面活性剂，并评估了其在水和超临界二氧化碳中的界面化学特性。合成的QC磺胺酰胺表面活性剂，具有四个链条，己基，辛基，2-乙基己基，异丁基和SEC丁基的链。它们分别称为QC4，QC6，QC8，QC4-BR1和QC4-BR2。 QC4，QC6，QC4-BR1和QC4-BR2在水中表现出表面活性剂活性，将水的表面张力降低至36.0、26.6、30.0和30.0 mn/m。 QC6的26.6 mn/m是一种出色的表面张力降低能力，在短链烃表面活性剂中很少见。另一方面，QC4-BR1，QC4-BR2和QC8不溶于水。在英国卢瑟福·阿普尔顿研究所的ISIS进行了小角度的中子散射（SAN）测量，并揭示了QC4水溶液中存在的小电荷椭圆形胶束和大型多分散椭圆形组合。另一方面，在QC6水溶液的情况下，在CMC的浓度为5倍的浓度下，存在与CMC浓度为10到20倍的接口的不明显球形关联，CMC显示出与1.3 nm核心和2.0 nm厚度壳的关联。由于壳和芯的散射长度分别对应于表面活性剂和溶剂，因此该结果表明存在纳米层而不是核壳胶束。由于QC4-BR1和QC4-BR2在水中不溶于水，因此在水系统中没有获得明显的SAN剖面。此外，尽管视觉观察证实了QC4-BR1和QC4-BR2具有较高的二氧化碳溶解度，但不幸的是，没有获得二氧化碳中缔合形成的SANS轮廓。另一方面，具有四个丁基链的QC磺酰胺表面活性剂QC4-GLU对CO2具有高亲和力，并且稳定形成水/CO2微乳液，其水比（W）的水比（W）与表面活性剂的摩尔比（W）最高为10。表面活性剂。

项目成果

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Hyper-Branched Double-Hydrocarbon-Tail Surfactants for a Fluorocarbon-like Low Surface Energy

用于类氟碳低表面能的超支化双烃尾表面活性剂

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Ohata;T. Narumi;T. Endo,C. James;A. Yoshizawa;F. Guittard;J. Eastoe;M. Sagisaka
通讯作者：
M. Sagisaka

The Development of Highly Branched Hydrocarbon Surfactants as a Substitute for Fluorocarbon Surfactants

替代氟碳表面活性剂的高度支化烃表面活性剂的开发

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Sagisaka;T. Narumi;M. Niwase;S. Narita;A. Ohata;C. James;A. Yoshizawa;E. Guittard;F. Guittard;S. Alexander;J. Eastoe
通讯作者：
J. Eastoe

Hydrotrope induced shape transitions in supercritical CO2 microemulsions

水溶助长剂诱导超临界 CO2 微乳液中的形状转变