表面活性剂是工业生产和日常生活中不可或缺的化工产品。目前我们使用的大多数表面活性剂属于不可再生的石化制品,具有一定的生态毒性、生物蓄积性和较低的生物降解性,因而对环境具有较大的危害。在循环经济和“碳中和”、“碳达峰”等大的战略背景下,开发一种具有生物可降解性和可再生性的绿色表面活性剂成为了一项迫切任务。近年来,作为农业加工副产品的水解植物蛋白,被认为是一种理想的绿色表面活性剂原料。然而,当用作表面活性剂时,直接水解后的植物蛋白不可避免的存在着一些性能缺陷,如表面性能差、抗菌性差、溶解性低等,通常需要通过化学修饰来改善其性能。同时,水解植物蛋白结构复杂,难以准确地预测其化学改性后结构-性能的关系。因此,本文以多种水解植物蛋白为原料,利用环氧基团和氨基的开环加成反应合成了一系列结构不同的季铵化水解植物蛋白表面活性剂,并全面系统地研究了其结构与性能的关系。本文主要研究内容如下:1.环氧丙基烷基季铵盐的最佳合成路径及性能研究利用月桂基二甲基叔胺（DDA）和环氧氯丙烷（ECH）的亲核取代反应,合成环氧丙基月桂基二甲基氯化铵（EPDDAC）,以其环氧值和含氯值为考察目标,探索了反应溶剂种类、溶剂含量、反应温度和反应摩尔比对产物纯度的影响,获得最佳合成条件为:以占体系体积60%的甲醇为溶剂,反应温度20℃,叔胺和环氧氯丙烷的摩尔比为1:2。在该条件下,选择三种烷基链长度为C8～C16之间的绿色来源的叔胺,合成一组烷基链长度不同的环氧丙基烷基季铵盐。并利用核磁共振波谱（NMR）和傅里叶变换红外波谱（FT-IR）等手段对产物进行表征,验证产物的正确合成。通过表面张力和泡沫性能测试,发现随着烷基链长度的增加,环氧丙基烷基季铵盐的表面活性、稳泡性和起泡性都提高。2.季铵化水解植物蛋白表面活性剂的合成以水解小麦蛋白和环氧丙基月桂基二甲基氯化铵为原料,通过改变反应投料比,合成了具有不同季铵化程度的水解小麦蛋白基表面活性剂。FT-IR的表征结果说明了产物结构的正确性。利用甲醛滴定法测试其氨基含量,发现当水解小麦蛋白和季铵盐的投料比为1:20时,产物氨基转化率接近100%,证明水解小麦蛋白的季铵化达到饱和。同时,在该投料比下,合成了一系列分子量、疏水链长度和水解植物蛋白种类不同的季铵化水解植物蛋白表面活性剂,对其氨基含量进行测试,发现其氨基转化率均接近100%。3.季铵化水解植物蛋白表面活性剂的性能研究及应用通过对水解植物蛋白原料和十二种季铵化水解植物蛋白表面活性剂的表面张力和泡沫性能测试,发现季铵化可以显著提高水解植物蛋白的表面活性、发泡性和稳泡性。且蛋白基表面活性剂的发泡性和稳泡性随着季铵化程度、水解蛋白分子量、疏水链长度的增加而增加。水解蛋白分子量的减小、烷基链长度的增加均能优化其表面活性。但是,季铵化程度不同的蛋白基表面活性剂的各表面活性指标出现不同的趋势,随着季铵化程度的增加,其临界胶束浓度先减小后下降,其表面张力逐渐减小,表示吸附性的各参数均增加。但综合来讲,季铵化程度的提高有利于表面活性和泡沫性能的提高。由于水解蛋白种类自身结构和性质的作用,季铵化水解小麦蛋白具有最好的表面活性,季铵化玉米蛋白的泡沫性能最佳。最后,通过纤维比电阻和纯弯曲测试,证明季铵化水解小麦蛋白能有效改善织物的抗静电性和柔顺性,且最佳的整理液浓度为5 g/L。