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Gemini表面活性剂相比于传统表面活性剂因能更好的降低表面张力、具有更低的临界胶束浓度值(CMC)以及优良的流变性能而受到越来越广泛的关注。本文针对此类表面活性剂表现出的特殊性质,利用易得原料及简单工艺,实现一种新型Gemini表面活性剂的制备。本文利用哌嗪、环氧氯丙烷、二甲基十八烷基胺、二甲基十六烷基胺以及二甲基十二烷基胺为主要原料,通过两步合成法合成了一系列阳离子Gemini型表面活性剂Cn-pi-Cn(n=18,16,12),利用红外光谱(FTIR)、质谱(MS)以及核磁共振(1H NMR)对其结构进行表征,并探索出最佳合成路线及工艺条件。在所合成产物的基础上,重点考察哌嗪连接基所产生的位阻效应对Gemini表面活性剂表面性能的影响。利用溴酚蓝实验对目标Gemini表面活性剂进行阳离子性的测定,溶液由红色变成蓝紫色,表明合成的Gemini表面活性剂呈现阳离子性。利用表面张力法、电导率法以及稳态荧光法测定表面活性剂的表面性能。结果表明,相比于传统表面活性剂,合成的Gemini阳离子表面活性剂表现出更小的表面张力(γcmc)以及临界胶束浓度(CMC)。相对于连接基位阻较小的Gemini表面活性剂12-2-12,C12-pi-C12具有较小的CMC值。在合成的同系列Gemini表面活性剂Cn-pi-Cn(n=18,16,12)中,随着碳链长度的增加,Gemini表面活性剂的临界胶束浓度呈现降低的趋势。此外,电导率法、稳态荧光法与表面张力法所测得的CMC值近似。为研究Gemini表面活性剂的胶束化行为,我们测定了298K-308K之间的电导率。在起泡性和稳泡性的测试中发现,具有最短碳链(C12)的Gemini表面活性剂表现出最好的起泡性和最差的稳泡性。HLB测试结果表明,随着碳链长度的增加,HLB值呈现下降趋势。Gemini表面活性剂Cn-pi-Cn(n=18,16,12)表现出较差的乳化性能以及较差的沥青乳化作用。