以正己醇作为引发剂，分别与环氧乙烷和环氧丙烷发生聚合，再以气体三氧化硫进行硫酸化反应，合成了正己醇聚氧乙烯醚硫酸钠（HE3S）以及正己醇聚氧丙烯醚硫酸钠（HP3S）2种阴非离子型表面活性剂。采用FTIR和1H NMR技术对表面活性剂结构进行了表征。通过平衡表面张力、动态表面张力和动态接触角研究了其水溶液的表面活性。实验结果表明，HE3S和HP3S在298 K下的临界胶束浓度分别为58.36 mmol/L和53.84 mmol/L，最低表面张力分别为33.91 mN/m和33.29 mN/m；由动态表面张力计算出的扩散系数，可知两种表面活性剂在水溶液中的吸附机理均属于混合动力控制吸附；当溶液浓度为150 mmol/L时，HE3S和HP3S的水溶液液滴在石蜡膜上可以短时间内快速铺展，其最低接触角分别达到64.5°和55.9°。

脂肪醇醚硫酸盐是广泛应用在采油、清洗以及涂层等领域的一种阴非离子型表面活性剂。目前研究与应用较多的是长链型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES），AES在实验室内的合成主要是通过氯磺酸、发烟硫酸或液体三氧化硫进行硫酸化，该硫酸化法不仅产生废酸，污染环境，增加成本，腐蚀设备，还需要溶剂，导致产物不纯。以气体三氧化硫作为硫酸化试剂进行磺化反应时，反应过程中不生成水，SO3的用量可接近理论用量，反应快，无废酸产生，对设备无腐蚀，是实验室研究磺化反应的一种清洁工艺。相比长链型AES，短链型AES具有优良的润湿性能与吸附效力，以及低Krafft点等性能，这些在实际应用中都是非常重要的考察因素。

另外，丙氧基团作为过渡极性基团，嵌入烷基硫酸盐中可以调节表面活性剂的亲水亲油平衡值（HLB），既延伸了其疏水链长度，又不影响自身溶解性。因此，可以通过丙氧基团的加合数来调节产品的性能，使其应用在多领域的不同环境中。有文献指出嵌入丙氧基团的表面活性剂可能具有超低油水界面张力、超强增溶效果、抗盐抗硬水以及不易水解等性能。然而，当前国内关于短链型AES以及脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸盐（APS）的合成、物化性能以及应用性能研究报道得较少。

本工作以正己醇作为引发剂，分别与环氧乙烷和环氧丙烷发生聚合，以气体三氧化硫进行硫酸化反应，得到了正己醇聚氧乙烯醚硫酸盐（HE3S）和正己醇聚氧丙烯醚硫酸盐（HP3S）。采用FTIR和1H NMR技术对表面活性剂结构进行了表征，通过平衡表面张力、动态表面张力和动态接触角研究了其水溶液的表面活性。

1实验部分

1.1试剂和仪器

正己醇、石油醚、氢氧化钠：AR，科密欧试剂有限公司；发烟硫酸：AR，北京市李遂化工厂；环氧乙烷：GR，北京燕山石油化工有限公司；环氧丙烷：AR，国药集团化学试剂有限公司；烷氧基化催化剂：自制。

采用德国Bruker公司Vertex-70型傅里叶变换红外光谱仪和美国Varian公司INOVA-400 MHz核磁共振仪400 MHz共振仪表征产物的结构；采用德国Kru¨ss公司K-12型荔枝视频在线观看视频最新，在298 K下，吊片法测定产品水溶液的静态表面张力。采用德国Kru¨ss公司BP-100型动态荔枝视频在线观看视频最新，在298 K下，泡压法测定不同浓度的产品水溶液在0.01～250 s范围内的动态表面张力。采用德国Kru¨ss公司DSA25型接触角测量仪，在298 K下测定不同浓度的产品水溶液在石蜡膜上0～12 s接触角的变化。

1.2合成方法

根据文献［11］报道的方法，在高压反应釜中加入正己醇和烷氧基化催化剂，升温后通入环氧乙烷或环氧丙烷，分别合成正己醇聚氧乙烯醚（HE3）与正己醇聚氧丙烯醚（HP3）。随后用经发烟硫酸制备的三氧化硫，与HE3或HP3进行硫酸化反应后再用氢氧化钠中和，最后经除盐和萃取提纯得到浅黄色膏状HE3S和HP3S，合成路线如图1所示。

2结果与讨论

2.1结构表征

图2为HE3，HE3S，HP3，HP3S的FTIR谱图。由图2a可知，在HE3谱图中的3 400 cm-1处出现羟基强吸收峰，而在HE3S谱图中此峰明显减弱，表明羟基已经基本消失；而在HE3S谱图中的1 245 cm-1和755 cm-1处出现了C—O—SO3基团的强吸收峰。综合表明，羟基已被硫酸酯基所取代。而对于在HE3S谱图中仍存在的弱羟基峰可能有两个原因：1）HE3S具有强吸湿性，可能会有少量水分存在；2）测定方法采用HE3S的乙醇溶液涂膜法，乙醇可能会有部分残留，导致测定结果有羟基峰的出现。图2b与图2a结论相似。

图3为HE3S和HP3S的1H NMR谱图。由于在合成过程中HE3和HP3为混合物，氢原子的化学位移（δ）会发生堆积，只能通过积分面积与δ确定特征基团的氢原子个数，而不能确定其裂峰［11］。由图3（a）可知，δ=0.845（3H，—CH3），1.250（6H，—CH2—），1.529（2H，—CH2—），3.410（2H，—CH2O—），3.637（8H，—OCH2CH2O—），3.964（2H，—OCH2—），4.205（2H，—CH2OSO3Na），7.260（CDCl3）。由图3（b）可知，δ=0.869（3H，—CH3），1.156（6H，—CH2—），1.275（9H，—CH3），1.565（2H，—CH2—），3.198（2H，—CH2O—），3.466（6H，—OCH2CH—O—），4.0 1 3（2 H，—O C H2—），4.7 1 0（1H，—CH—OSO3Na），7.260（CDCl3）。

图1 HE3S和HP3S的合成路线

图2 HE3，HE3S，HP3，HP3S的FTIR谱图

图3 HE3S和HP3S的1H NMR谱图

可见，产物的1H NMR谱图分析结果与HE3S和HP3S的理论分子式结构相吻合，表明成功得到了目标产物。