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季铵碱是与氢氧化钠、氢氧化钾的碱性相当的有机强碱,被广泛应用到有机硅合成催化剂、合成沸石的模板剂、相转移催化剂、有机酸滴定剂、电路板的蚀刻剂和微电子芯片制造中的清洗剂等各个方面。但其传统的合成方法是卤代烷或硫酸二甲酯等等有毒物质作为季铵化试剂,反应过程中往往由于季铵化不完全而残留在产品中,容易对人体和自然环境造成一定的危害。另外,因季铵化试剂的限制,季铵盐的反离子主要集中为Cl-、Br-及CH3SO4-,这些反离子的季铵盐作为电解原料,电解过程中会产生卤素气体和强酸性物质,对环境造成污染并腐蚀电解设备。基于此,本论文选用绿色的碳酸二甲酯作为季铵化试剂,制备了甲基碳酸酯季铵盐；并以甲基碳酸酯季铵盐为原料对不同链长季铵碱表面活性剂的合成进行了研究,进一步考察了这一系列链长季铵碱的物化性质。以不同的长链脂肪叔胺为原料、碳酸二甲酯为季铵化试剂,合成了五种不同的甲基碳酸酯季铵盐。运用IR和1H-NMR光谱分析其结构。季铵化率通过两相滴定法测定,结果表明,甲基碳酸酯季铵盐的季铵化率达到99%左右。以甲基碳酸酯季铵盐为原料,通过水解、电解制备了长链的季铵碱。考察了反应温度、电流密度、原料浓度和反应时间等反应条件对电解反应电流效率、能耗和反应速率的影响,确定了较佳反应条件。IR和1H-NMR表征结果表明成功合成了长链季铵碱。测定了所合成的系列链长的季铵碱的临界溶解温度(Krafft点)、pH值、临界胶束浓度(CMC)、热稳定性、生物降解性以及和十二烷基苯磺酸钠的配伍性。实验结果表明,所合成的系列长链季铵碱具有较低的Krafft点；与传统卤代(C1-)季铵盐相比,季铵碱具有更优异的表面活性；系列长链季铵碱的pH值均大于12,具有很高的碱性；所合成的十二烷基三甲基氢氧化铵(DTAH)和十四烷基三甲基氢氧化铵(TTAH)分解温度较低,有利于应用到电子蚀刻行业,而且这两种季钱碱的生物降解性很好。研究了十二烷基三甲基氢氧化钱(DTAH)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的复配体系表面活性、碱性和稳定性,结果表明,在DTAH和SDBS复配体系中,SDBS对复配体系碱性的影响较小,DTAH活性物的含量起决定作用。而且复配体系在降低表面张力的能力和效率方面均比单一组分的要好,在n(DTAH):n(SDBS)=9:1时,复配体系仍能表现出强相互作用,而且具有较好的稳定性,其pH值并无明显变化。