烷基芳基磺酸盐结构对微乳液热力学性质的影响

用稀释法研究了自制的6种不同结构的烷基芳基磺酸盐(AAS)在多组分体系中形成微乳液的标准热力学函数,并考察了分子结构、温度、短链醇、含水量和无机盐含量对其的影响。 结果表明,随着烷基芳基磺酸盐分子长烷基链碳原子数的增加,导致表面活性剂/正丁醇/正癸烷/水形成的微乳液体系中醇由油相转移到界面相的标准自由能ΔG0o→i减小,有利于微乳液的形成;ΔH0o→i无明显变化,ΔS0o→i增大,且与烷基链碳原子数呈线性关系。 ΔS0o→i=1.7975n+71.538。 随着表面活性剂分子芳环向烷基链中间位置移动,导致表面活性剂/正丁醇/正癸烷/水形成的微乳液体系中醇由油相转移到界面相的标准自由能ΔG0o→i减小,有利于微乳液的形成;ΔS0o→i增大,ΔH0o→i减小;温度的升高导致微乳液体系的ΔG0o→i减小,微乳液的形成更容易。随醇碳链上碳原子数增加,ΔG0o→i减小,有利于微乳液的形成,且ΔG0o→i与碳原子数n呈线性关系,ΔG0o→i=-2790.8n+7286.4(328 K);含水量的增加导致ΔG0o→i增大,不利于微乳液的形成,且ΔG0o→i与含水量V也呈线性关系。 ΔG0o→i=6697.8V-7170.4(318 K);无机盐浓度的增加导致ΔG0o→i减小,有利于微乳液的形成。     

烷基芳基磺酸盐结构对微乳液相行为的影响

用Winsor相图法研究了自制的6种不同结构的烷基芳基磺酸盐/不同醇/正癸烷/NaCl/水体系在不同温度下所形成的微乳液。 探讨了烷基芳基磺酸盐结构对微乳液相行为的影响。 同时考察了温度和醇对微乳液相行为的影响。 结果表明,随着烷基芳基磺酸盐长烷基链的增长,中相形成盐度S1、中相消失盐度S2、中相盐宽ΔS和最佳盐浓度S*值均减小,最佳中相体积V*M和最佳增容量σ*值均增大;随着烷基芳基磺酸盐分子的芳环向长烷基链中间位置移动,S1、S2、ΔS、S*值均减小,V*M和σ*值均增大;随着温度升高,V*M和σ*值均减小,S1、S2、ΔS、S*值均增大,在25 ℃时,体系无中相微乳液形成;随着正构醇碳原子数的增加,V*M和σ*值均增大,S1、S2、ΔS、S*值均减小。     

十四烷基芳基磺酸盐形成的分子有序组合体

以表面张力法、碘光谱法、水增溶法和相态图法研究了自制的三种十四烷基芳基磺酸盐在不同条件下形成的分子有序组合体(胶束、反胶束和微乳液),并考察了分子结构、溶剂、无机盐和短链醇等对其的影响.结果表明:增加十四烷基芳基磺酸盐分子亲油基支化度,不利于其在水溶液或混合极性溶剂(乙二醇-水)中形成胶束而有利于其在非极性溶剂正庚烷中形成反胶束;溶剂极性的降低,促使表面活性剂溶液由胶束溶液→单体溶液→反胶束溶液转变;无机盐或短链醇的加入促进了水溶液中胶束的形成,且反离子价态数或醇烷基碳原子数越大,越有利于胶束形成;无机盐浓度的增加导致表面活性剂/正丁醇/正辛烷/NaCl/水形成的微乳液体系在一定温度下发生由WinsorI→WinsorIII→WinsorII型的转变.     

自由能微扰法研究系列烷基芳基磺酸盐的胶束化焓-熵补偿现象

为了研究不同结构的表面活性剂分子在水溶液中的胶束化焓-熵补偿现象, 采用自由能微扰(FEP)法计算了系列烷基芳基磺酸盐的溶剂化自由能, 并根据胶团化过程的质量作用模型讨论了相关热力学性质. 结果表明: 自由能微扰法得到的溶剂化自由能大小与用传统热力学表面张力法测定的吉布斯自由能相近, 能够用于比较不同结构的烷基芳基磺酸盐间胶束化能力; 烷基芳基磺酸盐在水溶液中的胶束化过程是自发进行的, 且存在焓-熵补偿现象, 补偿温度范围均在(302±2) K; 随着分子结构中芳环向长烷基链中间位置移动, 胶束化能力和胶束的稳定性均下降; 而随着芳环上短烷基链或长烷基链碳数的增加, 形成胶束的能力与稳定性均提高.     

系列烷基芳基磺酸盐在水溶液中胶束化的焓-熵补偿现象

以表面张力法研究了系列烷基芳基磺酸盐在水溶液中胶束化的热力学性质,并考察了温度与分子结构对胶束化的影响.结果表明,烷基芳基磺酸盐在水溶液中胶束化是一个自发过程,主要来自熵驱动;随着温度升高,先有利于胶束化而后又不利于胶束化,且熵变对吉布斯自由能变的贡献有下降趋势,而焓变的贡献有增大趋势;胶束化存在焓-熵补偿现象,补偿温度Tc均在(306±2)K,基本不随烷基芳基磺酸盐的分子结构的改变而变化;随着芳环上短烷基链或长烷基链碳数的增加,胶束化能力和胶束的稳定性均提高,而随着芳环向长烷基链中间位置移动,胶束化能力和胶束的稳定性均下降.     

烷基芳基磺酸盐的分子动力学模拟与自由能微扰计算

为研究不同结构的表面活性剂分子在溶液中胶束化能力的差异, 采用分子动力学方法模拟三种烷基芳基磺酸盐在真空和水溶液环境下的结构与相互作用. 利用自由能微扰(FEP)方法计算了水合自由能, 发现与用传统热力学表面张力法测定自制的烷基芳基磺酸盐结果一致. 研究表明: 烷基芳基磺酸盐在水溶液中的胶束化过程是自发进行的, 随着分子结构中芳环向长烷基链中间位置移动, 胶束化能力和胶束稳定性均下降; 疏水基周围水分子的“冰山结构”会影响胶束的稳定性, 而水分子中氢键的生存周期是反映冰山结构变化的重要指标; 同时, 亲水基与水分子间形成氢键的数目会增强或减弱分子脱离胶束体的趋势, 从而影响胶束结构的稳定性.     

结构及助剂对十五烷基芳基磺酸盐吸附性能的影响

在45 ℃下,采用两相滴定法测定了4种自制高纯度十五烷基芳基磺酸盐在油砂上的吸附等温线。 分别考察了表面活性剂浓度、NaCl、NaOH、NaHCO3、正丁醇浓度及分子结构对表观吸附量的影响。 结果表明,随着磺酸盐浓度的增大,吸附量先增大后有所降低。 NaCl和NaOH的加入使吸附量增大,NaHCO3及正丁醇的加入使吸附量降低,且随着芳基位置向长烷基链中间的移动,吸附量降低,受助剂的影响变小。     

烷基芳基磺酸钠对烷烃的乳化性能

采用分水时间法考察了结构明确的高纯度烷基芳基磺酸钠在烷烃中的乳化现象。 以液态石蜡为油相,讨论了乳化剂浓度对乳状液稳定性的影响,确定了最适宜的乳化剂浓度,并研究了烷基链长度、芳基结构和芳基在烷基链位置对形成的乳状液稳定性的影响关系,考察了不同油相对乳状液稳定性的影响。 结果表明,最适宜的乳化剂质量分数为0.1%;当固定芳基结构时,随着烷基链上碳数的增加,乳状液稳定性线性增强;当固定烷基链碳数时,随着芳基上碳原子的增加,乳状液稳定性增强;随着芳基位置向烷基链中间位置移动,乳状液稳定性增强;随着油相分子量的增加,能形成稳定乳状液所需的乳化剂的分子量随之递增。     

支化十六烷基甲苯磺酸钠的油水界面张力

研究了自制的3种十六烷基甲苯磺酸钠,在正构烷烃/水体系的界面性能. 分别考察了磺酸盐脂肪链支化程度及浓度等以及外加助剂脂肪醇类型和无机盐浓度对磺酸盐最小烷烃碳数nmin和界面张力值的影响. 结果表明,磺酸盐支化程度增加,其nmin变大,最低界面张力值变小;随着磺酸盐浓度的增加,界面张力值先下降后上升;随着助剂脂肪醇碳链长度的增加,其nmin逐渐变大;无机盐的影响则表现为随着盐浓度的增加界面张力值先下降后上升,超低界面张力值出现在一个适宜的盐浓度范围内.     

绿色表面活性剂烷基聚葡糖苷的中相微乳液

研究了烷基聚葡糖苷(APG)/正丁醇/环己烷/H₂O四组分微乳液体系的相行为, 得到中相微乳液的“鱼状”相图. 恒定γ值增大δ时, 体系从下相微乳液(WinsorⅠ型)和剩余油相的两相平衡, 经中相微乳液(WinsorⅢ型)、剩余油相和水相的三相平衡, 转变为上相微乳液(WinsorⅡ型)和剩余水相的两相平衡. 从“鱼状”相图的位置和形状, 计算得到了中相微乳液达亲水-亲油平衡时, 体系的一些重要参数, 如O点(中相消失, 水油两相平衡)和E点(三相消失, 单相形成)的组成( γ_o, δ_o)和((γ_e, δ_e) , 界面膜中APG和正丁醇的质量分数 , S^δ₁,S^δ₂ APG单体分子和正丁醇在环己烷中的溶解度S₁ , S₂, 平衡界面膜中APG和正丁醇在总组分中所占的质量分数C₁和C₂等. 考察了不同醇类、不同水相和油相对相图、平衡界面膜组成及APG形成单相微乳液效能等的影响. 发现使用长碳链的醇、小体积的油分子或加入无机盐, 均有利于单相及中相微乳液的形成, 并对此进行了解释.     

Middle-phase microemulsions of green surfactant alkyl polyglucosides

Microemulsions are important organized molecular assembles in surfactant solutions and are used in various fields such as tertiary oil recovery, pharmaceutics, cosmetics, nanoparticle synthe-sis and chemical engineering. The more commonly used nonionic surfactants to produce micro- emulsions are the ethylene oxide-based compounds (CiEj). In recent years alkyl polyglucosides have been received considerable attention in producing microemulsions[17]. Alkyl polyglucosides (APG), which are widely…     

醇对高效氯氟氰菊酯微乳液相图的影响

通过电导率的测定研究了高效氯氟氰菊酯微乳液的结构结构及结构转变。在表面活性剂、高效氯氟氰菊酯环己酮溶液、醇相对含量一定的情况下,当醇为乙醇时,微乳液经历了由W/O到双连续最后到O/W型的变化;当醇为正辛醇时,微乳液经历了由W/O到液晶、双连续最后到O/W型的变化。绘制了不同条件下高效氯氟氰菊酯微乳体系的拟三元相图,讨论了醇种类、醇含量对各类型微乳区形成的影响。结果表明,随着醇碳链的增大,微乳区面积先增大后减小;醇(正辛醇)固定时,随着醇含量增加,微乳区面积先减小后增大。     

Formulation and physicochemical properties of promising avermectin microemulsion with biodegradable surfactant and oil

Green microemulsion suitable for oil-soluble pesticide delivery has been prepared using butyl acetate as oil phase, alkyl polyglycoside (APG) and linear alkylbenzene sulfonate (LAS) as mixed surfactant, and short-chain alcohol as cosurfactant. Pseudoternary phase diagrams were constructed to investigate the effects of APG and LAS mixing ratio, the chain length of the cosurfactant on the microemulsion phase behavior. A fully dilutable region run through the phase diagram can be observed and the structure of the microemulsion transformed from water-in-oil, bicontinuous to oil-in-water along with the addition of water according to the result of conductivity measurement. Based on the phase diagram, the avermectin microemulsion formulations were chosen from the fully dilutable line with the minimum surfactant-to-oil ratio. Dilution stability of the microemulsion with hard water was studied by dynamic light scattering (DLS), the microemulsion can maintain the uniform and homogeneous appearance although the droplet size increased after dilution. The diluted microemulsion were also studied by dynamic surface tension and dynamic contact angle, and the excellent wetting and spreading properties on hydrophobic surface was demonstrated.     

磁场对苯胺微乳液聚合体系相行为的影响

通过十二烷基苯磺酸钠(SDBS)/正丁醇(n-butanol)/苯胺/水微乳液体系的拟三元相图,考察了恒定磁场(0.4T)和助表面活性剂与表面活性剂的质量比(Km=mn-butanol/mSDBS)对苯胺微乳液聚合体系的相行为、电导行为以及微乳化作用的影响.结果表明:随着体系醇含量的增加,微乳区面积先增大后减小,当Km值为1.0时,形成的微乳区最大;外加磁场可以增大微乳区面积.通过对外加磁场条件下溶液电导率随水含量变化规律的分析,印证了拟三元相图的表征结果.透射电镜分析结果表明,磁场条件下合成的聚苯胺颗粒比无磁场条件下合成的聚苯胺颗粒小.     

Phase Diagrams and Solubilization of Chlorocarbons in Chlorocarbon/Water/Anionic Surfactant/Alcohol Microemulsion Systems

The solubilization abilities of various chlorocarbons were investigated in a middle phase microemulsion system anionic surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS) or sodium dodecyl sulfonate (AS)/n-butanol/chlorocarbon/brine with a ε-β fishlike phase diagram. The composition of the balanced interfacial layer of the microemulsion and some other parameters are calculated. The result shows that surfactant little dissolves in water and chlorocarbon phases, while alcohol mainly dissolves in water and oil phases besides in the interfacial layer. The order of the solubilization ability is dichloromethane (CH₂Cl₂) ～ carbon tetrachloride (CCl₄) > tetrachloroethylene (PCE) > o-dichloro-benzene. The solubility of the alcohol decreases with the increase in NaCl concentrations, which should be compensated by the increase in the amount of alcohol as cosolvent (Cs), so as to maintain the balanced interfacial layer. Salinity has little effect on the partition of surfactant between phases.     

辛烷基酚聚氧乙烯醚反相微乳体系的相行为及纳米复合碳酸盐的制备

绘制了一系列辛烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)+正辛醇+环己烷+水(或CaCl₂水溶液)拟三元体系相图,分别研究了助表面活性剂正辛醇的添加比例和CaCl₂水溶液的浓度对微乳区域的影响,发现在OP-10+正辛醇+环己烷+水拟三元体系相图中,随着正辛醇/OP-10的质量比逐渐增大,微乳区的面积逐渐增大,当正辛醇/OP-10质量比为1:2.5时微乳区的面积最大,之后微乳区面积随着其质量比的增大而减小,表明适量地加入助表面活性剂正辛醇有利于微乳区的形成;但过多地增加正辛醇的量反而不利于微乳相的形成。 确定正辛醇/OP-10的质量比为1:2.5,改变CaCl₂的浓度,发现OP-10+正辛醇+环己烷+CaCl₂水溶液拟三元体系相图中,CaCl₂浓度为0.1 mol/L时微乳区面积最大。分别配制总浓度为0.1 mol/L的5种不同摩尔比的Ca²⁺/Ba²⁺微乳液,并与等摩尔的碳酸钠水溶液反应制备共沉淀碳酸盐,使用扫描电子显微镜(SEM)对所制备样品进行表征分析,发现当微乳液为钙离子盐时,主要形成大的立方形颗粒;掺入钡离子,Ca²⁺和Ba²⁺摩尔比为3:1、1:1和1:3时,形成的沉淀分别为四棱锥形、球形和玉米棒形;当微乳液为钡离子盐时,沉淀主要为不规则多面体。     

Compositions and Physicochemical Properties of Tween Type Surfactants-Based Microemulsions

The compositions and physicochemical properties of the microemulsion systems consisting of Tween type surfactant (Tween 20, Tween 60, Tween 80)/butan-1-ol/dodecane/brine have been studied using ?-β fishlike phase diagram. From the ?-β fishlike phase diagram, solubility of the alcohol, composition of the interfacial layer, and solubilization ability of the microemulsion systems have been studied. The solubilization parameters of the microemulsion systems, SP* were in the order of magnitude Tween 60>Tween 80>Tween 20. The effects of different oils, alcohols, salinities and temperatures on the compositions and physicochemical properties have been investigated. The solubilization ability of the microemulsion systems increases with increasing salinities or decreasing temperatures. The effects of alcohols and alkanes display opposite patterns of change. By increasing the carbon chain length of the alkanol molecules, or decreasing the carbon chain length of the alkane molecules, the solubilization ability increases.