松香多头基CO2响应表面活性剂 的合成及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着人口的大量增长，人类对传统化石燃料的需求也在逐渐增大，化石资源日渐枯竭，与此同时，随着人们保护环境的意识提高，对可持续发展和循环性经济的追求。人们开始将目光从传统资源转向天然可再生的资源，利用其生产更加安全、环保、高效的产品。松香是一种重要的重要的天然、可再生的林业资源。我国是松香资源大国，松香的年产量位居世界第一，但我国对松香的研究和投入还不够，许多研究仍停留在初级阶段，对于以松香为原料合成精细化工品的研究较少，造成资源利用不充分。另外松香也具有在空气中易被氧化、容易与重金属反应等缺点。所以如何消除其性能上的不足，并利用其优势为我国经济发展做贡献，是研究松香表面活性剂的重要方向。同时松香表面活性剂对人体皮肤刺激小，毒性低，安全性高，符合当今表面活性剂的发展趋势。

2. 国内外研究现状分析

松香是松树类树木分泌出的树脂，是一种可再生的天然资源。我国是松香资源大国，松香的年产量位居世界第一。2017年的国内总产量达到了213.03万吨。我国与上世纪50、60年代开展有关松香的研究，经过几十年的发展，松香已成为我国特色的可持续的天然资源，以松香为原料生产的产品以及精细化工品已经应用于我国橡胶、涂料、医药、电子工业等多个领域中。

此外，由于松香自身的三环二萜结构具有很强的亲油性能，与亲水基团结合后可以制备高性能表面活性剂，既方便又环保。这就给以松香为原料的改性表面活性剂的研究和发展提供了优厚的物质基础和宝贵机遇。同样也为制备可降解环保型的新材料开拓了重要的研究方向及应用领域。

研究松香改性表面活性剂的合成最早从20世纪20年代开始，从40年代美国开始研究用歧化松香钾盐作为橡胶乳液聚合乳化剂，到60年代开发出聚醚作为清洁剂和缓蚀剂。再到70年代，美国、德国、日本、前苏联相继进行了大规模研究，同期我国也研制成功松香酸聚醚和松香胺醋酸盐等产品，近年来，南京林产化工研究所与北京轻工业学院合作开发新型松香类表面活性剂。

3. 研究的基本内容与计划

以松香为原料，通过加成、酰胺化、酯化反应合成了双头及三头的松香基CO₂响应型表面活性剂，该表面活性剂中含有叔胺基团，在水中可与CO₂反应，从非离子表面活性剂转变为阳离子表面活性剂，通入N₂后又可以变成非离子表面活性剂，用IR, ¹HNMR对多头表面活性剂进行了结构表征，研究非离子型及离子型表面活性剂的表面张力、临界胶束浓度、乳化性能及泡沫性能，总结其结构与性能的构效关系。

4. 研究创新点

当前的表面活性剂行业正朝着以天然化学品和廉价新型化学品为原料的方向发展，松香由于其资源丰富、廉价、纯天然、可再生等优良特点，此外，松香的主要成分是松香树脂酸，由于其自身的三环二萜结构具有很强的亲油性能，与亲水基团结合后可以制备高性能表面活性剂，并且由松香酸合成的一系列表面活性剂一般具有较好的生态性能。另外松香含有双键和羧基两个活性的官能团，使得松香易于被化学改性，符合绿色化学的理念，是制备绿色表面活性剂的重要原料。

松香虽然由于其防腐、绝缘、粘合等许多优良特性而被广泛地应用于各工业部门，但未改性前存在着三点不足：

（1）结晶倾向较大，不利于制漆或做电绝缘材料；