十二烷基苯磺酸是国内外阴离子表面活性剂中产量与用量仅次于皂类的品种，目前已有大量关于其合成、应用与降解等领域的研究。近年来长链烷基二甲苯磺酸的应用基础研究逐渐受到国内外学者的广泛关注，但是关于长链烷基二甲苯磺酸的合成却仍处于实验室阶段，普遍以氯磺酸作为磺化剂。

氯磺酸在磺化反应中属于间歇性反应，不能连续生产，而且会产生等摩尔量的氯化氢气体，严重腐蚀生产设备，增大生产成本与环保压力。而国内磺化技术经过50余年的发展，通过技术引进、消化、吸收和创新，磺化工业技术已接近世界先进水平，目前主要采用气相SO3作为磺化剂。为此，本工作以烷基二甲苯为原料（烷基链长15~19），以气相SO3为磺化剂进行磺化反应，通过考察SO3与烷基二甲苯摩尔比、SO3体积分数、磺化温度、老化时间和水解时间对合成长链烷基二甲苯磺酸的磺化工艺进行研究，采用红外谱图（FT-IR）和核磁氢谱（1HNMR）对长链烷基二甲苯磺酸结构进行表征，通过平衡表面张力（γcmc）与动态接触角研究长链烷基二甲苯磺酸盐水溶液的表面活性。以期为长链烷基二甲苯磺酸工业化生产、应用开发和市场推广提供理论参考。

1实验部分

1.1试剂与仪器

烷基二甲苯（平均分子量326.1），自制［7］；发烟硫酸（w=65%），化学纯，北京市李遂化工厂；氯化苄苏鎓、酸性蓝-1，分析纯，Sigma-aldrich西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司；溴化底米鎓，分析纯，德国MERCK化学试剂；十二烷基苯磺酸钠，分析纯，中国日用化学研究院有限公司。Vertex-70型傅里叶变换红外光谱仪、DSA25型接触角测量仪，德国Bruker公司；INOVA-400MHz核磁共振仪，美国Varian公司；K-12表面张力仪，德国KÜRSS公司。

1.2长链烷基二甲苯磺酸的合成

从65%发烟硫酸中蒸馏出液体SO3，贮存于恒温漏斗中。称取0.50mol烷基二甲苯于四口瓶中，在实验室搭建的鼓泡式磺化装置进行磺化反应，在20~50℃下通入0.55~0.75molSO3气体，SO3的体积分数控制在2%~10%，通完后在40℃下老化10~30min，在40℃下水解10~30min得到长链烷基二甲苯磺酸产品。按照GB/T5173-2018测定产品中阴离子活性物含量，即得长链烷基二甲苯磺酸的质量分数，并以此值作为产品磺化工艺的优化指标。

1.3结构鉴定和性能测定

FT-IR：将烷基二甲苯与长链烷基二甲苯磺酸均匀涂抹于KBr压片上，使用傅里叶变换红外光谱仪进行测定。1HNMR：将烷基二甲苯与长链烷基二甲苯磺酸溶于含内标的CDCl3中，使用核磁共振仪进行测定。平衡表面张力：将长链烷基二甲苯磺酸中和为钠盐后，参照文献介绍的方法，在表面张力仪上采用吊片法分别连续测定25℃下不同浓度的长链烷基二甲苯磺酸钠与十二烷基苯磺酸钠水溶液的表面张力。动态接触角：将长链烷基二甲苯磺酸中和为钠盐后，参照文献介绍的方法，用接触角测量仪分别测定25℃下不同浓度的长链烷基二甲苯磺酸钠与十二烷基苯磺酸钠水溶液的接触角。