含磺酸基咪唑类离子液体型表面活性剂是一种具有磺酸阴离子的新型非卤离子液体表面活性剂,独特的分子结构使其性能异于常规的离子液体型和磺酸盐类表面活性剂。此外,传统方法合成离子液体型表面活性剂所需的反应时间较长,而微波辐射技术因其升温效率快、反应物料可均匀受热等特点被广泛应用于有机合成中。本文以咪唑(或N-甲基咪唑)、溴代烷烃、苯磺酸钠等为主要原料,采用微波辐射辅助合成的方法,对三类离子液体型表面活性剂:系列1-烷基-3-甲基咪唑苯磺酸盐[Cnmim][Bsa](n=12,14,16);系列双子型含卤咪唑类离子液体表面活性剂[Cn-2-Cnim]Br2(n=8,10,12,14);系列含磺酸基双子型咪唑类离子液体表面活性剂[Cn-2-Cnim][Bsa]2(n=8,10,12,14)的合成方法及路线进行了设计研究。通过单因素和正交实验对微波辅助合成的反应条件进行了优化,确定了目标产物的最佳合成条件。产物经提纯后进行了红外光谱及核磁氢谱结构表征,并分别对各系列目标产物的表/界面张力、润湿性能、泡沫性能和乳化性能进行了评价,从而归纳总结出离子液体型表面活性剂分子结构对其性能的影响规律。获得的实验结果如下:系列[Cnmim][Bsa]的最佳微波反应条件(季铵化反应):微波功率300W,反应温度53℃,反应时间6min,投料比n甲基咪唑:n溴代烷烃=1:1.1,此条件下收率为93.29%。系列[Cn-2-Cnim]Br2的最适宜合成条件(季铵化反应):微波功率600W,反应温度45℃,反应时间6min,投料比n咪唑:n1,2-二溴乙烷=3.2:l,该条件下产品收率为63%。系列[Cn-2-Cnim][Bsa]2的最佳合成条件(阴离子置换反应):微波功率400W,反应温度105℃,反应时间10min,投料比n[Cn-2-Cnim]Br2:n苯磺酸钠=1:2,此条件下收率为65.92%。通过红外光谱、核磁氢谱分析表明,合成的产品分子结构与预期设计的目标产物一致。采用表面张力法和电导率法测定了合成的各个系列产品的临界胶束浓度CMC,结果表明,引入磺酸基团后,双子型离子液体表面活性剂[Cn-2-Cnim][Bsa]2的表面活性显著增强,其相应的临界胶束浓度均有所减小。但通过对比发现,在合成的三种目标产品中,单子型离子液体表面活性剂[Cnmim][Bsa]的表面活性最好,其在临界胶束浓度下的表面张力值(γCMC)最小可达19.37mN/m;采用旋滴法测定了各系列产品与大庆原油间的界面张力大小,结果表明,两类双子型离子液体表面活性剂([Cn-2-Cnim]Br2和[Cn-2-Cnim][Bsa]2)的界面活性明显优于单子型产品[Cnmim][Bsa],界面张力可低一个数量级,最小能达到0.0016mN/m,并且均适用于弱碱驱油体系。同时发现,向[Cn-2-Cnim]Br2分子结构中引入磺酸基团,可使产品[Cn-2-Cnim][Lasa]2的界面活性增强;采用接触角法和量筒法证实了合成的单子型含磺酸基离子液体表面活性剂[Cnmim][Bsa]较其余两种双子型产品([Cn-2-Cnim]Br2和[Cn-2-Cnim][Bsa]2)具有更好的润湿性能和泡沫性能。其中,[Cnmim][Bsa]的润湿角最小可低至5.77°,而其稳泡性则可长达1.5h;采用比色法及析水时间法测定了各系列产品的乳化性能,结果发现,两种双子型离子液体表面活性剂([Cn-2-Cnim]Br2和[Cn-2-Cnim][Bsa]2)的乳化稳定性明显优于单子型产品[Cnmim][Bsa],但[Cnmim][Bsa]的乳化能力却远强于[Cn-2-Cnim]Br2 和[Cn-2-Cnim][Bsa]2。综上所述,向离子液体型表面活性剂分子结构中引入磺酸基团后,可使其表面活性以及相应的驱油性能得到显著提高。