[发明专利]一种基于Gemini表面活性剂与超细微粒的泡沫稳定剂

说明书

技术领域

本发明属于精细化学品技术领域，具体涉及一种基于Gemini表面活性剂与超细微粒的泡沫稳定剂。

背景技术

泡沫是一种气体在液体中的分散体系，具有广泛的用途，如浮选分离、多孔材料制备、清洁剂、灭火剂、驱油剂、新型药物制剂等。借助超细固体微粒稳定的泡沫更是制备轻质固体材料的重要载体[J. Mater. Chem. 2007, 17, 3282-3289; Adv. Eng. Mater. 2006, 8, 781-794.]。稳定的泡沫要求分隔气泡的液膜坚韧稳定，常借助表面活性剂自发吸附形液膜来实现。近来，单纯依靠超细固体微粒稳定的泡沫获得很大发展，其泡沫稳定性大大高于单纯表面活性剂液膜。超细固体微粒富集到气/液界面需要微粒的两亲性，通过表面活性剂自发吸附改性微粒表面是方便有效的方法，通常采用传统的单头基单烷烃尾链表面活性剂。Gemini表面活性剂通过联接链（spacer）将两个单头基单烷烃尾链表面活性剂的头基化学键合在一起而构成，当联接链远短于两个自由头基的静电平衡距离时，Gemini表面活性剂具有大大高于传统表面活性剂的自组织活性，尤其适合在两相界面上吸附。我们最近研究表明具有这样结构的Gemini表面活性剂本身就是优良的稳泡剂[Colloid Polym. Sci. 2011, 289 (9), 1025-1034; Colloids Surfaces A, 2011, 384, 164-171; 物理化学学报，2012, 28(5), 1213-1217.]。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Gemini表面活性剂与超细微粒的泡沫稳定剂，充分发挥了Gemini表面活性剂分子结构优势上的在固/液和气/液界面上的优良吸附性能，合理地利用了超细固体微粒能很好附着在液膜的特点，因此大大延长了稳定泡沫的时间。该泡沫稳定剂可广泛用于需要高稳定泡沫的各种工农业场合以及用作制备多孔轻质材料的模板。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于Gemini表面活性剂与超细微粒的泡沫稳定剂由季铵Gemini表面活性剂与超细固体微粒构成。

所述季铵Gemini表面活性剂以聚亚甲基为联接链，其碳原子数为2-6个，或修饰有1-3个羟基，或含有芳香环；其烷烃尾链碳原子数为10-16个。

所述季铵Gemini表面活性剂的浓度为0.001-10 mmol/L。

所述的超细固体微粒为二氧化硅、碳酸钙、膨润土、硅藻土、锂藻土、高岭土、海泡石、锂皂石、蛭石、伊利石、水铝英石中的一种。

所述的超细固体微粒的质量百分比为0.01-10%。

本发明的有益效果：本发明充分发挥了Gemini表面活性剂分子结构优势上的在固/液和气/液界面上的优良吸附性能，合理地利用了超细固体微粒能很好附着在液膜的特点，因此大大延长了稳定泡沫的时间。该泡沫稳定剂可广泛用于需要高稳定泡沫的各种工农业场合以及用作制备多孔轻质材料的模板。

附图说明

图1为测定泡沫稳定性的装置图。其中1是多孔玻璃砂芯，2是恒温水浴，3是转子流量计，4是缓冲减压器，5是空气泵。

具体实施方式

以下为本发明的具体实施案例，进一步描述本发明，但是本发明不仅限于此。

实施例1（最佳实施例）

以图1的装置测定含Gemini表面活性剂与超细微粒的稳泡剂配方的稳泡效果，具体实施过程为：在底部带有玻璃砂芯的起泡管（管内径25 mm，140 mm高度）中加入5 mL待测液体，待温度恒定后，气体以固定流速68 mL×min^-1经毛细管通入起泡管底部，泡沫体积达到20 mL后停止鼓泡，测定生成的泡沫衰减至一半所需的时间t_1/2，并以此作为泡沫的稳定性参数。稳泡剂配方为0.5 mmol×L^-1的Gemini表面活性剂乙烷基-a-w-双十四烷基二甲基溴化铵和0.5 wt%的二氧化硅时，泡沫半衰期t_1/2=3537 min。

实施例2

稳泡剂配方为0.06 mmol×L^-1的Gemini表面活性剂乙烷基-a-w-双十四烷基二甲基溴化铵和0.03 wt%的二氧化硅时，泡沫半衰期t_1/2=2522 min。

实施例3