[发明专利]咪唑类表面活性剂及其形成的温度增稠型蠕虫状胶束

说明书

本发明公开了一种咪唑类表面活性剂及其形成的具有温度增稠效应的蠕虫状胶束。所述的可形成温度增稠型蠕虫状胶束的咪唑类表面活性剂为溴化1‑十八烷基‑3‑壬基咪唑，结构式为本发明的咪唑类表面活性剂溴化1‑十八烷基‑3‑壬基咪唑在水中不需要添加剂便可形成蠕虫状胶束，并且在单组分条件下所形成的蠕虫状胶束具有温度增稠效应，且其形成的具有温度响应的蠕虫状胶束温度响应范围较广，为30～80℃，可适用于油田增稠剂、润滑剂等领域。

技术领域

本发明属于表面活性剂技术领域，涉及一种咪唑类表面活性剂，形成的温度增稠型蠕虫状胶束及其制备方法。

背景技术

表面活性剂分子在水中具有多种聚集形态，如球状胶束、棒状胶束、蠕虫状胶束、囊泡和双层结构，该聚集形态的多样化扩展了其在生产、生活中的应用。其中，蠕虫状胶束的三维网状结构使得体系在具有较好的黏弹性的同时，在较苛刻的条件下亦可以维持其流变性能。因此，蠕虫状胶束在工业生产、提高采收率、清洁压裂液和纳米材料的制备等方面均具有广泛的应用。

目前，对于蠕虫状胶束的研究主要集中在表面活性剂与盐或助溶剂的混合体系。虽然有些多元体系所形成的蠕虫状胶束表现出在一定温度范围内，其黏弹性与温度表现出正相关的特性，但是由于对蠕虫状胶束形成的影响因素众多，限制了其在工业生产中的应用。例如中国专利ZL201510904275.2公开了一种温敏性蠕虫状胶束体系，通过将双子季铵盐阳离子表面活性剂(14-3(OH)-14(2Cl))与非离子表面活性剂(Brij30)以一定的比例复配，在水中可形成温度增稠型蠕虫状胶束。随着体系中阳离子表面活性剂含量的增加，体系形成温度增稠型蠕虫状胶束的能力变弱。该复配体系所构成的具有温度响应蠕虫状胶束具有一定的黏弹性，可作为增稠剂应用于护手霜和油田压裂液。但是上述温敏性的蠕虫状胶束混合体系所具有的温度响应范围仅为18～25℃，限制了该体系在生产中的应用。目前对于单一表面活性剂所构成的蠕虫状胶束体系的研究较少。现有的单一组分表面活性剂构成的蠕虫状胶束体系具有一定的黏弹性，但是随温度的升高，其黏弹性与温度呈负相关。例如，氯化十六烷基吡啶和水杨酸钠在水中所形成的蠕虫状胶束，随温度增加，其黏弹性逐渐下降，不具备温度增稠效应。这限制了单一表面活性剂所构成蠕虫状胶束的应用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种单一组分即可形成温度增稠型蠕虫状胶束的咪唑类表面活性剂。

本发明所述的可形成温度增稠型蠕虫状胶束的咪唑类表面活性剂为溴化1-十八烷基-3-壬基咪唑([C₁₈imC₉]Br)，结构式如下所示：

本发明目的之二在于提供上述咪唑类表面活性剂[C₁₈imC₉]Br的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，十八烷基咪唑的制备：将金属钠溶于乙醇中，加入咪唑，按咪唑与溴代十八烷物质的量之比为1.5:1～3:1，滴加溴代十八烷，在搅拌和N₂保护下，回流反应，反应结束后，取上层清液旋转蒸发，水洗3～4次，加乙醇于有机层中旋转蒸发，真空干燥后得到十八烷基咪唑；

步骤2，溴化1-十八烷基-3-壬基咪唑的制备：将十八烷基咪唑溶解在乙醇中，按十八烷基咪唑与溴代壬烷的物质的量之比为1:1.05～1:1.3，加入溴代壬烷，在搅拌和N₂保护下，回流反应，反应结束后，旋转蒸发除去乙醇，用乙醚重结晶，干燥，得到溴化1-十八烷基-3-壬基咪唑。

优选地，步骤(1)中，所述的反应时间为36～48h。

优选地，步骤(1)中，回流反应温度为65～90℃。

优选地，步骤(2)中，回流反应温度为90～130℃。

优选地，步骤(2)中，所述的反应时间为36～48h。