Gemini表面活性劑的合成、溶液性質(zhì)及其與高分子間相互作用研究.pdf

1、近年來，Gemini表面活性劑作為一種新型表面活性劑正逐漸成為國(guó)際膠體科學(xué)與相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。Gemini型表面活性劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)使其具有傳統(tǒng)表面活性劑所無法相比的性質(zhì)，如具有極高的面活性；良好的水溶性；連接基團(tuán)為親水基Gemini型表面活性劑有很低的Krafft點(diǎn)，能夠溶冷水中；具有更好的鈣皂分散性，可用于制備高效濕劑；與普通的表面活性劑有良好的協(xié)同效應(yīng)，使性能更卓越；以及水溶助長(zhǎng)性和生物安全性等。本文合成了一系列含超長(zhǎng)不飽和疏水基團(tuán)

2、的陽(yáng)離子型攣二連表面活性劑GS22：1-s-22：1和相對(duì)應(yīng)的單疏水鏈表面活性劑EHAB，研究表明它們?cè)谒芤褐芯哂刑厥獾木奂袨椋唧w結(jié)果如下： 利用低溫重結(jié)晶和高真空精餾的方法制備了較高純度的芥酸衍生物：順-13-二十二烯基-1-溴代烷，并且以此不飽和溴代烷和N，N，N’，N’，-四甲基攣二叔胺為原料，通過雙季銨化成鹽反應(yīng)制備了系列攣二連表面活性劑GS22：1-s-22：1(s=2、4和6)，以上述溴代烷和N，N，N-二(2

3、-羥基乙基)甲基叔胺為原料制備了單疏水鏈表面活性劑EHAB。IR、1H-NMR和元素分析的結(jié)果表明制備樣品的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)的目標(biāo)分子相吻合，化學(xué)定量分析結(jié)果顯示產(chǎn)物中活性物含量均大于98.5％。 測(cè)定了GS22：1-s-22：1和EHAB溶液的表面張力、電導(dǎo)率并由此得到了它們的CMC、C20和γCMC。GS22：1-s-22：1系列表面活性劑的CMC值僅比EHAB降低了一倍左右，也嚴(yán)重偏離CMC與表面活性劑疏水碳鏈長(zhǎng)度的線形衰減關(guān)系

4、，表明GS22：1-s-22：1在濃度低于CMC的極稀溶液區(qū)形成了預(yù)膠束聚集體。同時(shí)還探討了它們?cè)跉庖航缑嫔线^剩吸附量、分子界面面積、球狀膠束電離度以及聚集過程中的Gibbs自由能變化等性質(zhì)，研究表明，連接基團(tuán)s的變大不利于GS22：1-s-22：1形成穩(wěn)定的預(yù)膠束聚集體，但卻利于球狀膠束的形成。 稀溶液粘度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，GS22：1-2-22：1在濃度大于CMC后形成了囊泡聚集體；EHAB和GS22：1-6-22：1首先形成了

5、球狀膠束，隨著濃度的增加，球狀膠束轉(zhuǎn)變成了棒狀膠束，它們球棒轉(zhuǎn)變對(duì)應(yīng)的臨界濃度分別為8.1×104mol/L和9.0×10-4mol/L；GS22：1-4-22：1可能形成了囊泡和棒狀膠束的混合聚集體，上述攣二連表面活性劑的不同聚集傾向，與連接基鏈長(zhǎng)對(duì)表面活性劑聚集參數(shù)的改變是一致的，即隨著連接基長(zhǎng)度s的變短，GS22：1-s-22：1分子的聚集參數(shù)p越大，其形成更低表面曲率的聚集體的傾向也更大。 利用稀溶液粘度法和電導(dǎo)法討論了

6、非離子型高分子PEO與單鏈表面活性劑EHAB，CTAB和CTAC之間的協(xié)同效應(yīng)以及新型Gemini表面活性劑GS22：1-6-22：1與MC和PEO的相互作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：CTAC與PEO之間，GS22：1-6-22：1與MC之間存在較強(qiáng)相互作用?；凇按椤蹦Ｐ偷慕忉?，我們可以認(rèn)為由于不同的分子結(jié)構(gòu)，MC的疏水基團(tuán)遠(yuǎn)長(zhǎng)與PEO的疏水基團(tuán)，同時(shí)GS22：1-6-22：1的疏水長(zhǎng)鏈較長(zhǎng)，柔性較大，因此兩者有較大的疏水相互作用；另一方面，