本发明专利技术属于Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂领域，具体地说涉及一种具有化学结构式（Ⅰ）的不对称Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂，式（Ⅰ）中ｍ＝６～３０；ｎ＝０～３０；Ｘ为选自Ｈ、ＣＨ↓［３］、Ｃ↓［２］Ｈ↓［５］、Ｃ↓［３］Ｈ↓［７］、Ｌｉ↑［＋］、Ｎａ↑［＋］、Ｋ↑［＋］、ＮＨ↓［４］↑［＋］中的一种或者几种的混合物；Ｙ为选自Ｌｉ↑［＋］、Ｎａ↑［＋］、Ｋ↑［＋］、ＮＨ↓［４］↑［＋］中的一种或者几种的混合物，其中择优ｍ＝１０～１５；ｎ＝０～１５。本发明专利技术还涉及该表面活性剂的制备方法及其应用。该表面活性剂具有两个不同的亲水基，其一为磺酸盐，另一个为羧酸盐或羧酸酯；连接基团为苯氧基。该表面活性剂除了具有Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂所具有的性质外，还由于其两个亲水基分别为磺酸头和羧酸头，具有优良的水溶性、耐硬水性、耐碱性及发泡性，能很好的应用于洗涤、纺织及三次采油等行业中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于Gemini表面活性剂领域，具体地说涉及一种不对称Gemini表面活性剂。
技术介绍
Gemini表面活性剂是两个传统的表面活性剂分子，通过特殊的连接基团，以化学键方式连接成一种新型表面活性剂，即一个分子结构中含有两个亲水基团及两个亲油链。从Gemini表面活性剂的分子结构可以知道，该表面活性剂既增强了碳氢链的疏水作用，也通过连接基团调整亲水基团的距离，改变了单元分子的几何形状，使得胶束表面电荷密度、水化程度及胶束形状的变化，从而使其具有一定的特性。与传统表面活性剂相比，Gemini表面活性剂具有如下特性(1)Gemini表面活性剂的两个离子头基由连接基团通过化学键而连接，由此造成两个表面活性剂单体分子之间相当紧密的连接，致使疏水碳氢链间具有较强的相互作用，抑制了亲水离子头基之间因静电斥力所引起的分离作用，增强了疏水碳氢链之间的结合，使Gemini表面活性剂更容易聚集成胶束。因此，与碳氢链长相当的传统表面活性剂相比，Gemini表面活性剂的临界胶束浓度要低得多，因此使用浓度可以大大降低，从而使其更适合用作乳化剂和分散剂。(2)更容易吸附在气/液界面上，而且排列更紧密，从而有效地降低水溶液的表面张力，在很多场合，它是优良的润湿剂。(3)具有很低的Kraft点，水溶性好。(4)增溶性好，对有机物有很强的增溶能力。(5)具有独特的流变性和粘弹性。(6)Gemini表面活性剂与其它表面活性剂之间更有可能进行协同作用。对离子型Gemini表面活性剂而言，其离子头基团带有两倍电荷，使得固体小颗粒能稳定地分散并悬浮在水中，以及和其它类型表面活性剂之间可能存在更强的相互作用(由于一种表面活性剂与其它表面活性剂的协同作用在很大程度上取决于两种表面活性剂的亲水基团间相互作用的强度)。此外，分子结构不对称的Gemini表面活性剂，尤其是具有两个不同头基时，呈现出新颖的自组织特性，成为当前关注的焦点。然而，目前Gemini表面活性剂，尤其是不对称Gemini表面活性剂合成困难，生产成本较高，严重阻碍了Gemini表面活性剂的推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种不对称的Gemini表面活性剂。本专利技术的目的之二在于提供该不对称Gemini表面活性剂的制备方法。本专利技术的目的之三在于提供该不对称Gemini表面活性剂的用途。本专利技术的目的之四在于提供一种包含有该不对称Gemini表面活性剂的体系，该体系在不对称Gemini表面活性剂单独或与助剂作用下，可与石油形成低或超低界面张力(10-3mN/m)，能够在油田的三次采油中得到应用。本专利技术所提供的一种不对称Gemini表面活性剂 将其以CmCO2X-p-CnSO3Y形式表示。本专利技术合成的不对称的Gemini表面活性剂CmCO2X-p-CnSO3Y的特征在于分子含两个单头单尾的传统表面活性剂，并由苯氧基连接起来，两个亲水基分别为磺酸盐和羧酸盐或羧酸酯，其结构式为 其中m＝6～30，n＝0～30；X＝H，CH3，C2H5，C3H7，Li+，Na+，K+，NH4+，或以上所述基团或离子的混合物；Y为Li+、Na+或K+，NH4+离子或以上所述离子的混合物。其中择优方案为m＝10～15；n＝0～15。本专利技术提供两种不对称Gemimi表面活性剂CmCO2X-p-CnSO3Y的制备方法 方法一本专利技术的不对称Gemini表面活性剂CmCO2X-p-CnSO3Y的合成依次由以下步骤完成(1)α-烷苯氧基羧酸酯的合成 其中m＝6～30，n＝0～30；R＝H，CH3，C2H5，C3H7；取α-溴代羧酸酯，碳数为0～30的烷基苯酚和碱于反应器中，α-溴代羧酸酯烷基苯酚碱的摩尔比为1～1.2∶1∶1～2；将上述混合物溶于N，N’-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜与苯或甲苯的混合溶剂中，其中，N，N’-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜与苯或甲苯的体积比为1～5∶1，搅拌下升温至沸腾，回流分水，待无水分出后停止加热，反应液冷却后过滤，滤液转移至分液漏斗中，加水进行分液，分出的有机相用干燥剂干燥后蒸除有机溶剂，进行减压蒸馏，得到α-烷苯氧基羧酸酯。所述的碱为K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、NaOH或KOH。所述干燥剂为无水硫酸镁、无水氯化钙、无水硫酸钙、无水硫酸钠等。(2)α-烷苯氧基羧酸酯的磺化 其中m＝6～30，n＝0～30；X＝H，CH3，C2H5，C3H7，Li+，Na+，K+，NH4+，或以上所述基团或离子的混合物；Y为碱金属离子中的Li+、Na+或K+，NH4+离子或以上所述离子的混合物。取α-烷苯氧基羧酸酯于盛有1，2-二氯乙烷或二氯甲烷或氯仿的反应器中，搅拌下向反应器中滴加磺化剂，其中磺化剂为氯磺酸或发烟硫酸，α-烷苯氧基羧酸酯与磺化剂(发烟硫酸折合为SO3计)摩尔比为1∶1～1∶2。滴加过程中用冰水浴将反应液温度降至低于10℃，滴加完磺化剂后，撤去冰水浴，室温下继续反应1.5～8小时，然后将反应液慢慢倾入凉水中，转入分液漏斗，分出有机相并水洗至中性。有机相蒸除溶剂后溶于水，加碱中和后蒸除水，所得固体用乙醇或甲醇提取，过滤后滤液蒸除溶剂即得目标产物不对称Gemini表面活性剂CmCO2X-p-CnSO3Y。所述的碱为LiOH、LiHCO3、Li2CO3、NaOH、Na2CO3、NaHCO3、KOH、K2CO3、或KHCO3、氨水或它们的混合物。方法二本专利技术的不对称Gemini表面活性剂CmCO2X-p-CnSO3Y的合成依次由以下步骤完成(1)α-烷苯氧基羧酸酯的合成 其中m＝6～30，n＝0～30；R＝H，CH3，C2H5，C3H7；取α-溴代羧酸酯、碳数为0～30的烷基苯酚和碱于反应器中，α-溴代羧酸酯∶烷基苯酚∶碱的摩尔比为1～1.2∶1∶1～2；将上述混合物溶于N，N’-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜与苯或甲苯的混合溶剂中，其中，N，N’-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜与苯或甲苯的体积比为1～5∶1，搅拌下升温至沸腾，回流分水，待无水分出后停止加热，反应液冷却后过滤，滤液转移至分液漏斗中，加水进行分液，分出的有机相用干燥剂干燥后蒸除有机溶剂，进行减压蒸馏，得到α-烷苯氧基羧酸酯。所述的碱为K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、NaOH或KOH。所述干燥剂为无水硫酸镁、无水氯化钙、无水硫酸钙、无水硫酸钠等。(2)α-烷苯氧基羧酸酯的水解 其中m＝6～30，n＝0～30；取α-烷苯氧基羧酸酯溶于乙醇或甲醇中，向其中加入碱的水溶液，所用α-烷苯氧基羧酸∶碱的摩尔比为1∶1～2；将反应混合液升温至回流，反应液变澄清表示反应完成，停止加热，待体系冷却向其中滴加稀盐酸或稀硫酸至反应液的pH值为2～6，搅拌过夜，抽滤，固体用水洗涤后干燥，即得α-烷苯氧基羧酸。所述的碱为K2CO3、Na2CO3、NaOH或KOH。(3)α-烷苯氧基羧酸的磺化 其中m＝6～30，n＝0～30；X＝H，CH3，C2H5，C3H7，Li+，Na+，K+，NH4+，或以上所述基团或离子的任意混合物；Y为碱金属离子的Li+、Na+或K+，NH4+离子或以上所述离子的任意混合物。取α-烷苯氧基羧酸于盛有1，2-二氯乙烷或二氯甲烷或氯仿的反应器中，搅拌下向反应器中滴加磺化剂，其中磺本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种不对称Ｇｅｍｉｎｉ表面活性剂，其特征在于其结构式如（Ⅰ）所示：＊＊＊（Ⅰ）式（Ⅰ）中：ｍ＝６～３０；ｎ＝０～３０；Ｘ为选自Ｈ、ＣＨ↓［３］、Ｃ↓［２］Ｈ↓［５］、Ｃ↓［３］Ｈ↓［７］、Ｌｉ↑［＋］、Ｎａ↑［＋］、Ｋ↑ ［＋］、ＮＨ↓［４］↑［＋］中的一种或者几种的混合物；Ｙ为选自Ｌｉ↑［＋］、Ｎａ↑［＋］、Ｋ↑［＋］、ＮＨ↓［４］↑［＋］中的一种或者几种的混合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：俞稼镛，赵濉，严峰，宫清涛，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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