以马来酸酐为联接剂，蓖麻油酸、聚乙二醇（n=10、15、20）为原料合成一系列新型的非离子表面活性剂——马来酰蓖麻油酸聚乙二醇酯（MARAPEG-n），研究聚乙二醇不同聚合度（n）对产物物化性质的影响。结果表明：当聚乙二醇的聚合度n=10，15，20时，MARAPEG-n表面张力范围为32.84——51.93 mN/m，临界胶束浓度范围为0.029——0.096 g/L，HLB值的范围为12.84——15.14，乳化时间范围为1063——706 s，润湿时间范围为640——865 s，浊点范围为20——71℃。

双子表面活性剂（Gemini surfactants）是由间隔基团通过化学键联接两个疏水基团和两个亲水基团的离子头基构成的一类新型表面活性剂。近年来，由于双子表面活性剂降低水溶液的表面张力强，具有低的临界胶束浓度及好的水溶性等优点而成为国际上研究最多最热的表面活性剂之一。

对于双子表面活性剂的性质探讨过程中发现，联结基团的结构及种类对双子表面活性剂的性能有着不可忽略的影响。罗利娟等合成系列阴离子双子表面活性剂，并研究联接基亚甲基链的长短对双子表面活性剂表面活性的影响，结果发现随着亚甲基链的增长，亲水基间的相互斥力降低，双子表面活性剂的临界胶束浓度（cmc）值先减小后增大。2006年，谭中良等合成了系列联接基不同的阴离子孪连表面活性剂，并测定其表面活性，结果发现，孪连表面活性剂的表面活性随着其联接基链的增大而增强，但联接基中引入氧原子则会降低其表面活性。

本文以聚乙二醇（聚合度n=10、15、20）与蓖麻油酸为原料，马来酸酐为联接剂合成了系列非离子双子表面活性剂MARAPEG-n（n=10、15、20），通过测试其表面张力、临界胶束浓度、乳化力等物化性能，研究了聚乙二醇聚合度对双子表面活性剂物化性能的影响。

1、实验部分

1.1试剂

蓖麻油酸（CP），聚乙二醇400（CP），聚乙二醇600（CP），聚乙二醇800（CP），马来酸酐（AR），硼酸（AR），氢氧化钠（AR），无水乙醇（AR），乙酸乙酯（AR），吡啶（AR），对甲苯磺酸（AR），酚酞指示剂（AR），正丁醇（AR），醋酸钠（AR），苯（AR），液体石蜡（AR），1,4-二氧六环（AR）。

1.2马亚酰蓖麻油酸聚乙二醇马来酸酯的合成

1.2.1实验方法

先将硼酸与聚乙二醇进行酯化反应，对聚乙二醇的一端羟基进行保护，然后蓖麻油酸与聚乙二醇的另一端羟基进行酯化反应，生成蓖麻油酸聚乙二醇硼酸酯，再用马来酸酐与蓖麻油酸聚乙二醇硼酸酯中的仲羟基进行酯化反应，最后将硼酸酯键水解，得到马来酰蓖麻油酸聚乙二醇酯。

1.2.2实验步骤

（1）聚乙二醇与硼酸的酯化

将0.12 mol聚乙二醇和0.04 mol硼酸依次装入带有搅拌器、分水器、回流冷凝器的三口烧瓶中，并连接减压装置。加热至120℃，在负压下进行反应至出水量不变，酯化过程如下所示：

（2）蓖麻油酸与聚乙二醇硼酸酯的酯化

待反应液冷却至50℃，向反应液中加入0.12 mol蓖麻油酸与催化剂对甲基苯磺酸（PTS的质量为蓖麻油、聚乙二酸与硼酸总质量的1%），升温至140℃，在负压下进行反应，至体系酸值不变，酯化过程如下所示：

（3）马来酸酐与蓖麻油酸聚乙二醇硼酸酯的酯化

待反应液冷却至室温，向反应液中依次加入0.06 mol马来酸酐，PTS（PTS的质量为蓖麻油、聚乙二酸与硼酸总质量的3%）与50 mL苯，升温至110℃，反应至出水量不变，酯化过程如下所示：

Y为—CH==CH—

（4）硼酸酯键的水解

向上述溶液中加入固体醋酸钠中和催化剂对甲基苯磺酸，然后再加入20 mL蒸馏水，在100℃下，水解至实测羟值（提纯后产品的羟值）与理论羟值（目标产物的理论计算值）接近并趋于不变。趁热倒入分液漏斗中，加入饱和食盐水，静止分层，下层为对甲基苯磺酸钠、少量未反应的聚乙二醇和马来酸酐的水溶液。取上层溶液，加入少量的乙酸乙酯萃取，静止分层，少量未反应的蓖麻油酸溶于上层乙酸乙酯溶液中。向下层溶液中加入无水硫酸镁干燥，抽滤，减压蒸馏出残留的乙酸乙酯，得到黄色黏稠液体即目标产物，水解过程如下所示：

采用HG/T 2609-95乙酰化法和HG/T 2809-95酸碱滴定法分别测定体系的羟值和酸值。

1.3性能测定

1.3.1表面张力及临界胶束浓度

采用最大泡压法测定所合成的表面活性剂的表面张力及临界胶束浓度。

1.3.2HLB值测定

称取0.2 g表面活性剂，将其溶解在20 mLV（1,4-二氧六环）∶V（苯）=22.5∶1的混合溶剂中，用蒸馏水滴定至明显可见浑浊，记录所需的水量W/mL，代入下式，计算HLB值。

HLB=23.64lgW-10.16

1.3.3乳化力测定

称取40 mL质量浓度为1 g/L的表面活性剂试样水溶液和40 mL液体石蜡于配有玻璃塞的三角瓶内。捏紧玻璃塞，上下剧烈振动5下，静止1 min，再同样振动5下，静止1 min，重复5次。将乳浊液倒入100 mL量筒中，水油两相逐渐分开，至水相分出10 mL时，记录分出的时间。

1.3.4浊点测定

采用GB/T 5559-93的方法测定浊点。

1.3.5润湿力测定

配制1 g/L的表面活性剂试样溶液500 mL，将试液倒入500 mL烧杯中。用浸没夹夹住圆棉布片（0.55 g），浸入试液中，当布片下端一接触试液，立即启动秒表，将浸没夹张开并使布片始终保持浸没在试液中，当布片开始下沉时，停止秒表，记录时间。