苄泽类非离子表面活性剂与离子型表面活性剂复配性质研究

通过测定苄泽类非离子型表面活性剂Brij58、Brij76、Brij78与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)复配体系的表面张力,研究了复配体系的形成胶束能力、降低表面张力效率、降低表面张力能力3种增效作用,并结合复配体系中表面活性剂分子间的相互作用参数进行了深入的讨论。研究结果表明,与阳离子表面活性剂复配时,Brij76/CTAB体系增效作用最强;与阴离子表面活性剂复配时,Brij58/SDS复配体系增效作用最强,而且苄泽类非离子型表面活性剂与阴离子表面活性剂复配增效作用更加显著。     

烷基糖苷-十二烷基甜菜碱复配性能及无机盐的影响

本文考察了非离子型表面活性剂烷基糖苷（APG）和两性表面活性剂十二烷基甜菜碱（BS-12）之间的复配性能,测定了不同摩尔比的APG和BS-12复配体系的表面张力、泡沫和乳化性能,并且研究了无机盐对复配体系表面活性的影响情况。研究结果表明,APG和BS-12复配体系与单独任一表面活性剂体系相比具有较好的表面活性,两者具有明显的协同增效作用,且在摩尔比为3:7时,复配体系的表面活性最高、起泡性能最好、形成的泡沫和乳状液最稳定,协同增效作用最显著。此外,无机盐的加入提高了复配体系的表面活性,当NaCl浓度为0.0     

烷基糖苷-十二烷基甜菜碱复配性能及无机盐的影响

考察了非离子型表面活性剂烷基糖苷(APG)和两性表面活性剂十二烷基甜菜碱(BS-12)之间的复配性能,测定了不同摩尔比的APG和BS-12复配体系的表面张力、泡沫和乳化性能,并且研究了无机盐对复配体系表面活性的影响。结果表明,与单独任一表面活性剂体系相比,APG和BS-12复配体系具有较好的表面活性,呈现明显的协同增效作用;在摩尔比为3∶7时,复配体系的表面活性最高、起泡性能最好、形成的泡沫和乳状液最稳定,协同增效作用最显著。此外,无机盐的加入提高了复配体系的表面活性,当NaCl浓度为0.03mol/L时,表面张力和临界胶束浓度最小,表面活性最高;而对于无机盐,其离子价态越高,提高表面活性程度越明显;相比之下,阳离子提高复配体系表面活性的能力大于阴离子。     

酯基Gemini型季铵盐表面活性剂与SDS的相互作用

研究了酯基Gemini型季铵盐表面活性剂[Cm-1H2m-1COOCH2CH2(CH3)2N+(CH2)n+N(CH3)2CH2CH2OOCCm-1H2m-1]•2Br-(简称II-m-n, m=10, 12; n=3, 4, 6)与十二烷基硫酸钠(SDS)的复配体系的相互作用以及无机盐(NaBr)对复配体系表面活性的影响. 结果发现, 其复配体系具有显著的胶团化协同增效作用和降低表面张力的增效作用, 并且II-10-n与SDS的复配体系的增效作用具有等链长效应. II-m-n/SDS复配体系的胶团化协同增效作用随n增大而增强. 混合胶团中II-m-n与SDS的摩尔比均近似为1:1, 显示各复配体系的混合胶团均带电性, 因此NaBr的加入能增强复配体系的表面活性和促进混合胶团的形成.     

支链醇对Gemini表面活性剂表面活性和胶束化行为的影响

Gemini表面活性剂是一类高效的新型表面活性剂,而醇是工业界和日化领域最常采用的表面活性剂助剂,因此研究不同结构的醇对Gemini表面活性剂表面活性和胶束化行为的影响规律和机理对于促进Gemini表面活性剂的发展和实际应用具有重要意义.利用表面张力、电导、等温滴定微量热,低温透射电镜和核磁共振研究了直链醇1-戊醇和具有相同主链的支链醇2-己醇与3-庚醇对具有不同长度连接基团阳离子季铵盐型Gemini表面活性剂C₁₂C_SC₁₂Br₂ （S=2,4,6,8,10,12）的表面活性和胶束化行为的影响,结果发现,支链醇能够显著影响表面活性剂在气/液界面的排布,使得C₂₀ （使溶剂的表面张力降低20 mN/m所需的表面活性剂浓度）和γ_CMC （CMC时表面张力值）随醇支化度的增加而显著降低,而支链醇对表面活性剂在溶液中的临界胶束浓度以及胶束的尺寸和形貌均没有明显影响,同时这些醇对Gemini表面活性剂的影响与连接基团的长度相关.阐述了上述结果产生的机理,将有助于指导如何选择合适结构的醇助剂去调控Gemini表面活性剂的表面和溶液性质.     

非理想二元表面活性剂复配增效理论的进一步研究

在Rubingh与Rosen 提出非理想二元表面活性剂复配增效条件基础上,利用相分离模型和正规溶液理论,导出了体系降低表面张力的能力增效条件βs-βm<0,及最佳摩尔分数α1*、最低表面张力γ*cmc12和γ*cmc处对应的临界胶束浓度cmc*12.通过作三条γ～logc曲线或两条γ～logc曲线加上一个cmc值的方法,对C12NMe3Br～C12SO4Na、 C12NMe3Br～C8SO4N两种复配体系进行验证,计算结果与实验结果相符.     

十二烷基硫酸钠与甜菜碱在气液和油水界面的复配协同作用研究

研究了十二烷基硫酸钠（SDS）和甜菜碱（Betaine）以及复配体系在油水界面和气液界面的排布行为,探讨了温度、无机盐和复配比例对表面活性剂界面活性和泡沫稳定性的影响,重点探讨了多价无机阳离子对表面活性剂界面吸附行为和复配协同加合增效作用的影响,得到了海水为介质条件下两方面性能均较好的体系,取得的认识为高盐条件下低张力泡沫驱油体系的设计与应用提供理论依据和指导.     

PEP聚醚型非离子表面活性剂复配体系的研究

主要讨论了聚氧丙烯－聚氧乙烯－聚氧丙烯（PEP）嵌段共聚醚型非离子表面活性剂分别与十二烷基硫酸钠（SDS0、十六烷基三甲基溴化铵（C16TAB）复配体系的水溶液的表面张力随浓度的变化及其盐效应的影响,计算了二元复配体系水溶液的表面吸附层分子相互作用参数（βσ）及胶束中分子相互作用参数（βm）的值,比较了复配体系的协同效应,并对结果作了理论解释。     

月桂醇聚氧乙烯醚与十二烷基硫酸钠聚集行为的介观模拟

采用MesoDyn密度泛函方法研究了月桂醇聚氧乙烯醚(C12E10)与十二烷基硫酸钠体系(SDS)之间的相互作用, 模拟了它们的聚集体形成的微观动态过程以及聚集形貌的演变, 研究了剪切作用对相行为的影响. 通过二维密度切片图, 探讨了C12E10/SDS复配体系中珠子间的聚集方式. 在此基础上, 以苯、正辛醇为油污代表, 直观地比较了C12E10/SDS对这两种油污的去除机理的差异. 结果表明: 非离子表面活性剂C12E10与阴离子表面活性剂SDS之间存在很强的协同作用, 在各自浓度很低时就会有聚集行为发生. 剪切作用对体系相行为的影响在一定程度上解释了真实实验与模拟的差别原因所在. 对密度切片图的观察可得出由于所选油污结构的差异导致了复配体系对其增溶方式的差异.     

双子表面活性剂溶液的表面活性的研究

研究了阳离子型双子表面活性剂,二溴化-N,N'-二(二甲基烷基)乙(已)二铵,以及它们与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)复配体系的表面活性,测定上述体系的平衡态表面张力。结果表明：双子表面活性剂的表面活性大大高于十二烷基三甲溴化铵(DTAB);对于两种双子表面活性剂,其表面活性和表面张力时间效应受其联接基团的影响远大于其烷基链的影响。双子表面活性剂与SDAB复配,其协同效应不如DTAB。动表面张力测定得到它们的各种参：t~i,t~m,γ~m,t*和n等值,结果表面双子表面活性剂的瞬时活性也高于DTAB。     

C14BE与NaCMC之间的相互作用(Ⅰ)──NaCMC对C14BE表面活性的影响

以表面张力法研究了NaCMC与C₁₄BE之间的相互作用。结果表明:在纯水介质中,NaCMC对C₁₄BE的表面活性影响较小,但NaCl的存在对C₁₄BE与NaCMC间的缔合有促进作用,混合体系的σ～C曲线出现两个转折点。二者开始缔合的浓度小于cmc,完成缔合的浓度大于cmc.pH=2时,形成C₁₄BE/H-CMC复合物,使C₁₄BE的表面活性降低,σ～C曲线亦出现两个转折点。     

C12-2-En-C12•2Br与SDS混合水溶液的胶团化研究

与[C12H25N＋(CH3)2CH2]2•2Br－(简记为C12-2-C12•2Br)/ C12H25SO4Na(SDS)混合水溶液相比,随着联接链上乙氧基团(E)数目增加,[C12H25N＋(CH3)2]2C2H4(OC2H4)n•2Br－(简记为C12-2-En-C12•2Br, n=2,3)与SDS混合水溶液澄清区域明显增大. C12-2-E3-C12•2Br/SDS混合胶团化过程中二组分产生了协同效应,理论预测在澄清区域所能达到的最小临界胶团总浓度(cmcT,min)= 0.0339 mmol•L－1,对应的SDS在溶液体相中的摩尔分数(x2*)=0.447.当水溶液体相中SDS摩尔分数(x2)=0.5时,混合胶团总聚集数(NT)=36,混合胶团中SDS的摩尔分数(x2M)=0.43.     

聚乙烯吡咯烷酮存在时反相微乳液中水的状态

运用傅立叶变换红外光谱（FTIR）研究不同分子量的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）存在时,十二烷基甜菜碱(C12BE)/正庚烷 /正戊醇 /水（Ⅰ）及二（2 乙基）己基磺化琥珀酸钠（AOT）/正庚烷 /水（Ⅱ） 反相微乳液中水的存在状态.采用计算机分峰技术将微乳液中水分子的O－H伸缩振动进行曲线拟合, （Ⅰ）得到三个子峰,分别位于(3560±20)cm－1,(3430±10)cm－1,(3280±10)cm－1附近; （Ⅱ）得到四个子峰,分别位于3618 cm－1, 3550 cm－1, 3446 cm－1和3292 cm－1处.尽管PVP均增溶于W/O型微乳液中表面活性剂分子的极性基团附近,却没有引起长链间自由水的变化.但由于两体系的差异,PVP的存在,导致微乳液（Ⅰ）的本体水减少,结合水增多,却使体系（Ⅱ）的结合水减少,本体水增多.由于W/O型微乳液中水与生物膜中水相似,这些研究有助于理解生物膜界面上的生物化学和生物物理现象.     

两亲无规聚合物的聚集行为及其与非离子表面活性剂的相互作用

以2-丙烯酰胺基-十二烷基磺酸(AMC12S)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)进行无规共聚,合成了含AMC12S摩尔分数(X)较高(X=0.1,0.3,0.5)的一系列两亲聚合物.采用稳态荧光及动态光散射技术对聚合物在水溶液中的聚集行为及其与三种非离子表面活性剂(HO(CH2CH2O)10C12H25(C12E10)、HO(CH2CH2O)20C12H25(C12E20)和HO(CH2CH2O)40C12H25(C12E40))的相互作用进行了研究,并考察了X对聚集行为的影响以及表面活性剂亲水基团长度对相互作用的影响.随着X的增大,聚合物的临界聚集浓度(CAC)明显减小,X=0.5时聚合物的CAC低达0.0039g·L-1.聚集体的流体力学半径(Rh)都大于26nm,并随着聚合物浓度的升高而增大,说明聚合物分子主要以分子间的聚集方式聚集,形成多分子聚集体.随X的增大,聚集体Rh减小,同时Rh随聚合物浓度升高而增大的幅度减小,说明聚集体结构变得更加紧实.表面活性剂与聚合物之间存在很强的相互作用,在混合溶液中表面活性剂浓度达到临界胶束浓度(CMC)左右时聚合物聚集体开始解离,形成混合聚集体.亲水基团长度增长,表面活性剂对聚合物聚集体的解离能力随之增强.C12E40与X=0.5的聚合物形成的混合聚集体Rh为6.8nm,与C12E40自身形成的聚集体尺寸相当.     

碳氟醇对阳离子表面活性剂表面活性及胶团反离子结合度的影响

用表面张力及电动势法研究了C₁₀H₂₁N(CH₃)3Br、C₁₂H₂₅N(CH₃)3Br与C₃F₇CH₂OH混合水溶液的表面与胶团性质。结果表明,对于阳离子表面活性剂,C₃F₇CH₂OH的加入一方面增加表面活性,另一方面降低胶团反离子结合度。后者不同于阴离子表面活性剂/C₃F₇CH₂OH混合体系,可归因于C₃F₇CH₂OH略有酸性,因而具备一些类似阴离子表面活性剂的性质。     

Salt effect on the complex formation between cationic gemini surfactant and anionic polyelectrolyte in aqueous solution

Salt effect on the interaction of anionic polyelectrolyte sodium carboxymethylcellulose (NaCMC) with cationic gemini surfactant hexamethylene-1,6-bis(dodecyldimethylammonium bromide) [C12H25(CH3)2N(CH2)6N(CH3)2C12H25]Br2 (C12C6C12Br2) has been investigated using turbidimetric titration, steady-state fluorescence, and mobility measurement. It is found that the critical aggregation concentration(cac) for C12C6C12Br2/NaCMC complexes depends little on addition of sodium bromide (NaBr). However, in the presence of nonionic surfactant Triton X-100 (TX100), the critical ionic surfactant mole fraction for the onset of complex formation (Yc) increases markedly with increasing NaBr concentration. These salt effects are supposed as the overall result from competition between the increase of interaction and the screening of interaction. The increase of interaction is referred to as the effect that the larger micelle with higher surface charge density induced by salt has a stronger interaction with oppositely charged polyelectrolyte. The screening of interaction is referred to as the salt screening of electrostatic attraction between the polymer chain and the surfactant. For complex formation between C12C6C12Br2 and NaCMC, the increase of interaction probably compensates the screening of interaction, leading to constant cac values at different salt concentrations. For complex formation between the C12C6C12Br2/TX100 mixed micelle and NaCMC, the screening of interaction probably plays a dominant role, leading to higher suppression of electrostatic binding of micelles to polyelectrolyte.     

季铵盐型Gemini表面活性剂在金表面的吸附行为

以邻苯二酚(CC)为电化学探针, 利用循环伏安、交流阻抗等方法研究了不同阳离子Gemini表面活性剂(C16H33(CH3)2N-C4H8-N(CH3)2C16H33 (C16-C4-C16)、C12H25(CH3)2N-C4H8-N(CH3)2C12H25 (C12-C4-C12)、C8H17(CH3)2N-C4H8-N(CH3)2C8H17 (C8-C4-C8))在金电极表面的吸附性能. 结果表明, CC在KNO3溶液中可产生两对峰; 当向溶液中加入阳离子Gemini表面活性剂时, 第一对峰降低, 第二对峰升高, 峰电位差变大; 碳链长的表面活性剂对CC的氧化还原峰的影响较大. 同样, 碳链长的表面活性剂使电极界面的阻抗增大较多, 使石英晶片的频率变化较大. 根据CC的第一个氧化峰的面积随表面活性剂吸附的变化, 估测了它们的吸附模式. 发现这三种表面活性剂在金电极表面的吸附基本符合Langmuir吸附模型.     

Phase behavior studies of quaternary systems containing N-lauroyl-N-methylglucamide/alcohol/alkane/water

The three-phase behavior of quaternary systems comprising N-lauroyl-N-methylglucamide (MEGA-12)/alcohol/alkane/water has been studied using epsilon-beta fishlike phase diagrams. From the epsilon-beta fishlike phase diagrams a series of phase inversions Winsor I (2) --> III (3) --> II (2) were observed, and the hydrophilic-lipophilic balanced (HLB) plane equation for the quaternary system was deduced. Some physicochemical parameters, such as the mass fraction of alcohol in the HLB interfacial layer, A S, the coordinates of the start (beta B, epsilon B) and end points (beta E, epsilon E) of the middle-phase microemulsion, the mass fractions of MEGA-12 and alcohol in the total system (C S and C A), and the solubilities of MEGA-12 and alcohol in oil phase (S O and A O), were calculated. The effects of different alcohols, alkanes, and NaCl concentrations in the aqueous phase on the phase behavior and solubilization capacity were investigated, which indicates that alcohol with longer and alkane with shorter hydrocarbon chains have a larger solubilization capacity. NaCl concentration has little influence on the phase behavior.     

Studies of mixed surfactant solutions of cationic dimeric (gemini) surfactant with nonionic surfactant C12E6 in aqueous medium

The interaction between the alkanediyl-alpha,omega-type cationic gemini surfactant, [(C(16)H(33)N(+)(CH(3))(2)(CH(2))(4)N(+)(CH(3))(2)C(16)H(33))2Br(-)], 16-4-16 and the conventional nonionic surfactant [CH(3)(CH(2))(10)CH(2)(OCH(2)CH(2))(6)OH], C(12)E(6) in aqueous medium has been investigated. The critical micelle concentrations of different mixtures have been measured by surface tension using a du Nouy tensiometer in aqueous solution at different temperatures (303, 308, and 313 K). Maximum surface excess (Gamma(max)) and minimum area per molecule (A(min)) were evaluated from a surface tension vs log(10)C (C is concentration) plot. The cmc value of the mixture was used to compute beta(m), the interaction parameter. The beta(sigma), the interaction parameter at the monolayer air-water interface, was also calculated. We observed synergism in 16-4-16/C(12)E(6) system at all concentration ratios. The micelle aggregation number (N(agg)) has been measured using a steady state fluorescence quenching method at a total surfactant concentration approximately 2 mM at 25 degrees C. The micropolarity and the binding constant (K(sv)) of mixed systems were determined from the ratio of intensity of peaks (I(1)/I(3)) of the pyrene fluorescence emission spectrum. The micellar interiors were found to be reasonably polar. We also found, using Maeda's concept, that the chain-chain interactions are very important in this system.     

理想混合表面活性剂表面张力的计算公式及实验验证

采用Newton迭代法, 给出了两种计算二组分表面活性剂理想混合体系表面张力的显函数简捷表达式, 并通过膦氧化物同系物, 季铵盐混合体系, 以及全氟辛酸铵和全氟壬酸铵混合系列表面张力的实验值和数值解对其精确性进行了验证. 结果表明, 两种迭代法都有很快的收敛速度, 表达式的相对误差都在1%之内.