专利摘要

本发明公开了一种羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的泡沫体系，属于表面活性剂技术领域。本发明将木糖醇与含羧基基团的双子表面活性剂复配，木糖醇中含有五个羟基与羧基形成氢键，弱相互作用力加强了泡沫膜的强度，明显改善了泡沫稳定性，获得具有良好稳定性的泡沫，结果显示当木糖醇与羧酸盐型双子表面活性剂复配时，泡沫体系的半衰期为1350min，是单独用双子表面活性剂配置泡沫稳定性的75倍。在木糖与双子表面活性剂的复配范围内，得到的泡沫稳定性好。

权利要求

1.一种泡沫体系，其特征在于，所述泡沫体系是将含羧基基团的双子表面活性剂与木糖醇进行复配得到的。

2.根据权利要求1所述的泡沫体系，其特征在于，所述泡沫体系是将羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂与木糖醇进行复配得到的；其中，所述羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的分子结构式如(1)：

3.根据权利要求2所述的泡沫体系，其特征在于，所述木糖醇在体系中的浓度为0.2％-2％(w/v)。

4.根据权利要求2所述的泡沫体系，其特征在于，所述木糖醇在体系中的浓度为1％(w/v)。

5.根据权利要求2所述的泡沫体系，其特征在于，所述泡沫体系是将浓度为0.3～3mM的羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂与木糖醇混合。

6.根据权利要求2所述的泡沫体系，其特征在于，所述泡沫体系是将浓度为2mM的羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂与木糖醇混合。

7.根据权利要求2所述的泡沫体系，其特征在于，所述泡沫体系的pH为10～12。

8.权利要求1所述的泡沫体系的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用，包括在日化行业、浮选矿物或者采油领域中的应用。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用还包括在调剖堵水、试油、压裂洗井以及钻井等作业中的应用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的泡沫体系，属于表面活性剂技术领域。

背景技术

Gemini表面活性剂，又称双子表面活性剂、孪连表面活性剂、双生表面活性剂或偶联表面活性剂，是通过一个联接基将两个传统表面活性剂分子在其亲水头基或接近亲水头基处连接在一起而形成的一类新型表面活性剂。由于其结构的特殊性，双子表面活性剂表现出了许多常规表面活性剂所不具备的独特性能，因而具有很强的应用潜力。Gemini表面活性剂具有较好的增溶作用、润湿作用、发泡作用和皂化分散能力，可以广泛应用于各个领域，除此之外，在一些特殊领域，如可以作为制备纳米材料的模板剂和抗粘接剂、治理污水与土壤、杀菌消毒作用、基因转染、抑制金属腐蚀、采油及精细化工等。

泡沫虽然有许多诸多的优点，但是泡沫的不稳定性的存在导致了其很难以发挥他的效用.而表面活性剂的主要作用之一就是增强泡沫性能，包括了起泡、稳泡、和消泡作用，不同的生活和生产，需要泡沫的稳定状态不同，有时候需要稳定且丰富的泡沫，有时却需要避免泡沫的形成或者需要消泡，因此，为了更好地利用表面活性剂的泡沫作用，需要完全掌握含羧基基团的双子表面活性剂发泡性能的特点和规律，研究含羧基基团的双子表面活性剂和添加剂对泡沫稳定性的影响能够促进行业的发展，极具意义。

泡沫破坏的过程主要是隔开液体的液膜由厚变薄，直至破裂的过程。因此，泡沫的稳定性主要取决于排液快慢和液膜的强度。影响泡沫稳定性的主要因素亦即影响排液快慢和液膜的强度，比较复杂。下面列举一些现在常用的羧酸盐表面活性剂泡沫稳定的方法：首先，如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纤维素等。该类物质由于能够提高泡沫的粘度，降低泡沫流动性，从而具有一定的稳泡效果。但使用操作复杂，效果有限，发泡量降低。其次，十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺，该类物质稳泡机理是降低液膜阴离子表面活性剂阴离子基团的排斥力从而实现稳泡。但稳泡效果一般，且十二烷基二甲基氧化胺和烷基醇酰胺产品五花八门，质量难辨，副产物和不利于稳泡的杂质较多。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种以木糖醇作为稳泡剂的含羧基基团的双子表面活性剂的泡沫体系。

本发明的第一个目的是提供一种基于含羧基基团的双子表面活性剂的泡沫体系，所述泡沫体系是将含羧基基团的双子表面活性剂与木糖醇进行复配得到的。

在本发明的一种实施方式中，所述泡沫体系是将羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂与木糖醇进行复配得到的；其中，所述羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的分子结构式如(1)：

在本发明的一种实施方式中，所述木糖醇的结构式为：

在本发明的一种实施方式中，所述木糖醇在溶液中的质量分数为0.2％-2％(w/v)。

在本发明的一种实施方式中，所述木糖醇在溶液中的质量分数为1％(w/v)。

在本发明的一种实施方式中，所述泡沫体系是将浓度为0.3～3mM的羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂与木糖醇混合。

在本发明的一种实施方式中，所述泡沫体系是将浓度为2mM的羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂与木糖醇混合。

在本发明的一种实施方式中，所述泡沫体系的pH为12。

在一种实施方式中，所述木糖醇C₅H₁₂O₅为市购。

本发明第二个目的是提供所述泡沫体系的应用。

在本发明的一种实施方式中，所述应用，包括在日化行业、浮选矿物或者采油领域中的应用。

在本发明的一种实施方式中，所述应用还包括还可应用于调剖堵水、试油、压裂洗井以及钻井等作业中。

本发明的有益效果：

本发明将木糖醇与含羧基基团的双子表面活性剂等摩尔复配后，相比于单独的含羧基基团的双子表面活性剂，获得具有良好稳定性的泡沫。结果显示单独的含羧基基团的双子表面活性剂获得的泡沫初始体积为37ml，半衰期为18min，而当木糖醇C₅H₁₂O₅与双子表面活性剂复配时，泡沫体系的初始体积为32ml，半衰期为1350min。双子表面活性剂与木糖醇复配以后虽然初始体积略有减少，但是半衰期明显加强，原因在于木糖醇中含有五个羟基与羧基形成氢键，弱相互作用力加强了泡沫膜的强度，排液过程也显著变慢，明显改善了泡沫稳定性。

附图说明

图1为实施例1的产品在CD₃OD中测得的¹HNMR图。

具体实施方式

泡沫稳定性测试

采用手摇法研究表面活性剂的泡沫性能，以此来获知液膜衰变的全部过程。通过在密闭的容器中加入待测的表面活性剂溶液，经过反复的振荡，每一次的实验应该在振荡速度、振荡次数、振荡方向和振荡的时长上保持一致，振荡终止之后以溶液产生气泡的体积作为发泡性能的量度，记录下从停止振荡时泡沫的初始发泡体积。接着将溶液放入恒温设备中，每隔一段时间记录一下泡沫体积，当泡沫衰减到原来高度的一半的时候，记录下当前所需的时间t，即为泡沫半衰期。通过初始发泡体积和半衰期这两个指标来比较松香基表面活性剂的起泡能力，泡沫稳定性。手摇法操作简单，虽然有一定的实验误差，但是在可接受范围内，适用于溶液发泡的初步测量工作。

实施例1:羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的制备

以丙二酸二乙酯、溴代正癸烷为起始原料合成2-癸基丙二酸二乙酯，2-癸基丙二酸二乙酯与1,3-二溴丙烷发生双边取代反应，生成化四乙基二十四烷-11,11,15,15-四羧酸四乙酯，四乙基二十四烷-11,11,15,15-四羧酸四乙酯再依次经过皂化、酸化、脱酸和酸碱中和反应得到最终的羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂。

实施例2:木糖醇泡沫体系的制备

首先配置2mM的羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的母液30ml，向其中加入氨水至pH＝12。取10ml置于具塞量筒中作为对照，另取一容器向其中加入0.1g的木糖醇，并向其中加入羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的母液至10ml，分散均匀至充分溶解，并将此溶液转移至具塞量筒中，经过反复的振荡，每一次的实验应该在振荡速度、振荡次数、振荡方向和振荡的时长上保持一致，振荡终止之后以溶液产生气泡的体积作为发泡性能的量度，记录下从停止振荡时泡沫的初始发泡体积。接着将溶液放入恒温设备中，每隔一段时间记录一下泡沫体积，当泡沫衰减到原来高度的一半的时候，记录下当前所需的时间t，即为泡沫半衰期。通过初始发泡体积和半衰期这两个指标来比较羧酸盐表面活性剂的起泡能力，泡沫稳定性。手摇法操作简单，虽然有一定的实验误差，但是在可接受范围内，适用于溶液发泡的初步测量工作。

实施例3:葡萄糖泡沫体系的制备

首先配置2mM的羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的母液30ml，向其中加入氨水至pH＝12。取10ml置于具塞量筒中作为对照，另取一容器向其中加入0.1g的葡萄糖，并向其中加入羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的母液至10ml，分散均匀至充分溶解，并将此溶液转移至具塞量筒中，经过反复的振荡，每一次的实验应该在振荡速度、振荡次数、振荡方向和振荡的时长上保持一致，振荡终止之后以溶液产生气泡的体积作为发泡性能的量度，记录下从停止振荡时泡沫的初始发泡体积。接着将溶液放入恒温设备中，每隔一段时间记录一下泡沫体积，当泡沫衰减到原来高度的一半的时候，记录下当前所需的时间t，即为泡沫半衰期。通过初始发泡体积和半衰期这两个指标来比较羧酸盐表面活性剂的起泡能力，泡沫稳定性。手摇法操作简单，虽然有一定的实验误差，但是在可接受范围内，适用于溶液发泡的初步测量工作。

实施例4:甘油泡沫体系的制备

首先配置2mM的羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的母液30ml，向其中加入氨水至pH＝12。取10ml置于具塞量筒中作为对照，另取一容器向其中加入0.1g的甘油，并向其中加入羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的母液至10ml，分散均匀至充分溶解，并将此溶液转移至具塞量筒中，经过反复的振荡，每一次的实验应该在振荡速度、振荡次数、振荡方向和振荡的时长上保持一致，振荡终止之后以溶液产生气泡的体积作为发泡性能的量度，记录下从停止振荡时泡沫的初始发泡体积。接着将溶液放入恒温设备中，每隔一段时间记录一下泡沫体积，当泡沫衰减到原来高度的一半的时候，记录下当前所需的时间t，即为泡沫半衰期。通过初始发泡体积和半衰期这两个指标来比较羧酸盐表面活性剂的起泡能力，泡沫稳定性。手摇法操作简单，虽然有一定的实验误差，但是在可接受范围内，适用于溶液发泡的初步测量工作。

实施例5:聚丙烯酰胺泡沫体系的制备

首先配置2mM的羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的母液30ml，向其中加入氨水至pH＝12。取10ml置于具塞量筒中作为对照，另取一容器向其中加入0.1g的聚丙烯酰胺，并向其中加入羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的母液至10ml，分散均匀至充分溶解，并将此溶液转移至具塞量筒中，经过反复的振荡，每一次的实验应该在振荡速度、振荡次数、振荡方向和振荡的时长上保持一致，振荡终止之后以溶液产生气泡的体积作为发泡性能的量度，记录下从停止振荡时泡沫的初始发泡体积。接着将溶液放入恒温设备中，每隔一段时间记录一下泡沫体积，当泡沫衰减到原来高度的一半的时候，记录下当前所需的时间t，即为泡沫半衰期。通过初始发泡体积和半衰期这两个指标来比较羧酸盐表面活性剂的起泡能力，泡沫稳定性。手摇法操作简单，虽然有一定的实验误差，但是在可接受范围内，适用于溶液发泡的初步测量工作。

表1泡沫测试分析结果

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

一种羧酸盐型阴离子Gemini表面活性剂的泡沫体系专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。