表面活性劑界面行為和構(gòu)效關(guān)系研究.pdf

1、本論文將分子模擬技術(shù)有效地運(yùn)用于復(fù)配表面活性劑的界面性質(zhì)研究，分別應(yīng)用耗散顆粒動(dòng)力學(xué)模擬(DPD)和分子動(dòng)力學(xué)模擬(MD)研究了有無(wú)機(jī)鹽存在下復(fù)配表面活性劑分子在油水和氣液界面以及體相中的分子行為，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段測(cè)定溶液的界面張力和泡沫穩(wěn)定性，將模擬與實(shí)驗(yàn)對(duì)照，從分子水平獲得復(fù)配表面活性劑在界面上的排布信息，揭示表面活性劑的加和增效機(jī)制，并探索無(wú)機(jī)鹽離子對(duì)復(fù)配表面活性劑在油水和氣液界面上相互作用的影響，為復(fù)配表面活性劑體系的配方設(shè)計(jì)和應(yīng)

2、用提供理論指導(dǎo)。
　　本論文分為三個(gè)部分:
　　第一部分主要研究了陰離子型表面活性劑十二烷基硫酸鈉與陰陽(yáng)兩性表面活性劑月桂酰胺基丙基甜菜堿在氣液和油水界面的復(fù)配協(xié)同作用，將分子模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，研究了溫度、無(wú)機(jī)鹽和復(fù)配比例對(duì)兩種表面活性劑的復(fù)配效能的影響。結(jié)果表明二者存在復(fù)配增效作用，復(fù)配體系的界面活性極大地優(yōu)于單一體系，且該復(fù)配增效作用在有Ca2+和Mg2+時(shí)得到進(jìn)一步加強(qiáng)，因此適合在高鹽條件下應(yīng)用。表面活性劑在油水和氣液

3、界面的分子行為很相似。在含有Ca2+或Mg2+時(shí)，SDS與Betaine復(fù)配比例為4∶6時(shí)加合增效作用較好。采用分子動(dòng)力學(xué)(MD)模擬方法描述高鹽條件下SDS和Betaine在氣液和油水界面上的分子排布行為，發(fā)現(xiàn)Ca2+和Mg2+與表面活性劑極性基發(fā)生相互作用，改變了界面層表面活性劑分子的排布狀態(tài)，從而影響了性能;在海水為介質(zhì)的情況下，Ca2+和Mg2+共存，Mg2+的影響占主導(dǎo)。
　　第二部分主要研究了陰非兩性表面活性劑脂肪醇聚

4、氧乙烯醚硫酸鈉AES分別與陰陽(yáng)兩性表面活性劑羧基甜菜堿和磺基甜菜堿的復(fù)配增效作用，探討了AES分別與羧基甜菜堿和磺基甜菜堿復(fù)配體系的油水界面活性和泡沫穩(wěn)定性，考察了無(wú)機(jī)鹽和復(fù)配比例對(duì)體系界面活性的影響，發(fā)現(xiàn)AES與兩種甜菜堿均具有一定的復(fù)配協(xié)同作用，復(fù)配體系的界面活性優(yōu)于單一體系。海水較單獨(dú)無(wú)機(jī)鹽體系的泡沫穩(wěn)定性差。AES和羧基Betaine在質(zhì)量比為7∶3～1∶9范圍內(nèi)界面活性較好，而AES和DSB在8∶2～3∶7的比例范圍內(nèi)界面活性

5、較好。在AES和羧基Betaine復(fù)配體系中，由于COO-和Ca2+相互作用較強(qiáng)，導(dǎo)致SO4-周圍5(A)范圍內(nèi)幾乎沒(méi)有Ca2+的分布;而在AES和DSB的復(fù)配體系中，由于Ca2+與SO4-和SO3-頭基作用均較強(qiáng)導(dǎo)致SO4-周圍沒(méi)有Mg2+的分布。
　　第三部分主要運(yùn)用了耗散顆粒動(dòng)力學(xué)模擬和分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了以不同香精油為油相時(shí)SDS和Betaine單一和復(fù)配體系的界面行為和體相行為，對(duì)比了不同香精油被乳化分散的程度，結(jié)果表明

6、復(fù)配體系中Betaine的加入使得SDS在界面上的排布更加有序，界面活性提高，隨著SDS含量的增加，香精油被分散得更好。本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):
　　1.將分子模擬與實(shí)驗(yàn)手段相結(jié)合，從分子水平考察復(fù)配表面活性劑在油水和氣液界面的排布行為，揭示了分子行為和相互作用對(duì)界面活性和泡沫穩(wěn)定性的影響機(jī)制;
　　2.重點(diǎn)探討了多價(jià)無(wú)機(jī)陽(yáng)離子對(duì)表面活性劑界面吸附行為和復(fù)配協(xié)同加合增效作用的影響，得到了海水為介質(zhì)條件下界面性能較好的體系;