二元表面活性劑混合體系表面活性及協(xié)同效應(yīng)的研究.pdf

1、本論文主要研究了表面活性劑(Tween系列、Brij97、AEO20、硬脂酸蔗糖酯、卵磷脂)及其混合體系在水溶液中的表面活性、混合膠束中兩表面活性劑分子的相互作用及熱力學(xué)參數(shù)的變化等.并進(jìn)一步對(duì)聚氧乙烯油基醚(Brij97及AEO20)、硬脂酸蔗糖酯、卵磷脂及其混合體系的乳化和增溶能力進(jìn)行了初步的探究。研究結(jié)果將為這些表面活性劑的進(jìn)一步應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持.論文工作如下:
　　(1)通過平衡表面張力的測定,研究了聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸

2、酯(Tween系列)與聚氧乙烯(10)油基醚(Brij97)混合膠束形成的相互作用參數(shù)βm、分子交換能εm及熱力學(xué)參數(shù)(ΔGom、ΔHom、ΔSom),并探討了Tween系列分子結(jié)構(gòu)、混合體系的組成及溫度的影響.研究表明:(ⅰ)Tween疏水碳鏈的增大對(duì)CMC及γCMC的影響隨混合體系中摩爾比的不同而不同,對(duì)混合膠束中兩分子間的相互作用都有較大的影響;在α1=0.17時(shí)均表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng),且隨著 Tween碳鏈的增大,混合膠束中Tween

3、的摩爾分?jǐn)?shù) X1m增大,協(xié)同效應(yīng)增強(qiáng).但在α1=0.5和0.83時(shí),則表現(xiàn)出排斥效應(yīng).其中碳鏈中雙鍵的存在降低了兩分子間的吸引力,從而 Tween60/ Brij97體系中的相互作用最大,βm為-7.72.(ⅱ)四個(gè)混合體系中,在α1<0.5時(shí),表面活性受摩爾分?jǐn)?shù)影響不大,但在α1>0.5時(shí),影響較大;且Tween80/ Brij97混合體系受摩爾分?jǐn)?shù)的影響最大.摩爾分?jǐn)?shù)α1對(duì)四個(gè)體系有不同的影響,其中影響程度較大的是Tween60/

4、Brij97體系,混合膠束中兩活性劑分子間的相互作用在α1≤0.33時(shí),βm<0,表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng),負(fù)值最大為-7.72;在α1﹥0.33時(shí),未表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng).在Tween80/ Brij97體系中α1≤0.67時(shí)均表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng),βm<0,且隨著α1的增大而增強(qiáng),負(fù)值最大為-5.97.Tween40、60、80及其混合體系的表面張力曲線中均出現(xiàn)了雙拐點(diǎn)現(xiàn)象.(ⅲ)溫度對(duì)各混合體系的表面張力對(duì)濃度(γ-C)曲線影響較大,其中隨溫度變化較大

5、的是Tween60/ Brij97及Tween80/ Brij97混合體系.三個(gè)混合體系的表面活性均隨溫度的增大而增強(qiáng),CMC、γCMC、ΔGom減小,而ΔHom、ΔSom增大(Tween60相反);Tween80體系的ΔGom隨溫度升高而增大;相互作用在不同體系的不同摩爾比中隨溫度的變化不同.值得注意的是在Tween及α1﹥0.5的γ-C曲線中出現(xiàn)的雙折點(diǎn)現(xiàn)象隨溫度的升高而逐漸消失.
　　(2)表面張力法研究了聚氧乙烯(10)油

6、基醚(Brij97)/硬脂酸蔗糖酯、聚氧乙烯(20)油基醚(AEO20)/硬脂酸蔗糖酯及Brij97/卵磷脂混合體系的表面活性、膠束形成的熱力學(xué)性質(zhì)(ΔGom、ΔHom、ΔSom)及膠束中分子間的相互作用.并探討了溫度對(duì)各混合體系的影響.研究表明,四個(gè)混合體系均為非理想混合.對(duì)比分析得如下結(jié)果:(ⅰ)與AEO20相比,Brij97能顯著提高硬脂酸蔗糖酯的表面活性。Brij97/硬脂酸蔗糖酯混合體系的臨界膠束濃度 CMC、γCMC及表面吸

7、附能力均隨Brij97的摩爾分?jǐn)?shù)α1的增大而減小.兩混合體系中ΔGom均隨α1的增大而降低;兩混合體系混合膠束中分子間的相互作用不同,在AEO20/硬脂酸蔗糖酯的混合體系中,α1≥0.74時(shí)表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng),且隨α1增大略微增大;0.11≤α1≤0.5時(shí),則表現(xiàn)出排斥效應(yīng).在Brij97/硬脂酸蔗糖酯體系在整個(gè)摩爾分?jǐn)?shù)均表現(xiàn)出排斥效應(yīng),其大小無法用Rubingh理論計(jì)算獲得.(ⅱ)硬脂酸蔗糖酯、卵磷脂均不同程度的降低了Brij97的表面活

8、性及形成膠束的能力.其中卵磷脂的影響更加明顯,隨卵磷脂摩爾分?jǐn)?shù)α1的增大,CMC及ΔGom均大幅度增大.硬脂酸蔗糖酯和Brij97均能提高卵磷脂的表面活性,且Brij97對(duì)卵磷脂的CMC及γCMC影響較大,混合體系的ΔGom明顯減小,膠束形成的自發(fā)性增強(qiáng).(ⅲ)在25oC~45oC范圍內(nèi),溫度升高,各混合體系的CMC、γCMC及ΔGom均降低,促進(jìn)了各混合體系膠束的形成.隨溫度升高,不同混合體系的ΔHom、ΔSom的變化不同.僅 Bri

9、j97/硬脂酸蔗糖酯混合體系在298 K時(shí)表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng).
　　(3)所研究的表面活性劑均對(duì)十四酸異丙酯(IPM)表現(xiàn)出了一定的乳化能力,其中Tween80的最強(qiáng),其次為硬脂酸蔗糖酯.溫度對(duì)乳化能力有一定的影響,溫度升高乳化力增強(qiáng).Brij97、AEO20、硬脂酸蔗糖酯、卵磷脂及其混合體系對(duì)姜黃素的增溶能力的研究表明,AEO20對(duì)姜黃素的增溶能力最強(qiáng),其次是卵磷脂;混合體系中效果最好的是Brij97/卵磷脂體系,其次為AEO20/