Gemini表面活性剂对疏水缔合聚丙烯酰胺界面吸附膜扩张流变性质的影响

采用小幅低频振荡和界面张力弛豫技术, 考察了疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺(HMPAM)在正癸烷-水界面上的扩张黏弹性质, 研究了不对称Gemini表面活性剂C₁₂COONa-p-C₉SO₃Na对其界面扩张性质的影响. 研究发现, 疏水链段的存在, 使HMPAM在界面层中具有较快的弛豫过程, 扩张弹性显示出明显的频率依赖性. 表面活性剂分子可以通过疏水相互作用与聚合物的疏水嵌段在界面上形成类似于混合胶束的特殊聚集体. 表面活性剂分子与界面聚集体之间存在快速交换过程, 可以大大降低聚合物的扩张弹性. 同时, 聚合物分子链能够削弱表面活性剂分子长烷基链之间的强相互作用, 导致混合吸附膜的扩张弹性远低于单独表面活性剂吸附膜.     

界面扩张流变法研究C_(12)mimBr对Gemini12-2-12在空气/水界面聚集行为的影响

采用界面扩张流变技术研究了季铵盐偶联表面活性剂C12-(CH2)2-C12·2Br(Gemini12-2-12)及其与离子液体表面活性剂溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑(C12mim Br)复配体系的动态界面张力、扩张流变性质和界面弛豫过程等,探讨了C12mim Br对C12mim Br/Gemini12-2-12混合体系界面性质的影响及C12mim Br对Gemini12-2-12界面聚集行为影响的机制.结果表明,随着离子液体表面活性剂的不断引入,体系界面吸附达到平衡所需的时间逐渐缩短,扩张模量和相角明显降低,界面吸附膜由粘弹性膜转变为近似纯弹性膜;同时,界面及其附近的弛豫过程也发生显著变化,慢弛豫过程消失,快弛豫过程占主导地位,且离子液体浓度越高,快弛豫的贡献越大.这些界面性质的变化主要归因于离子液体表面活性剂C12mim Br参与界面形成及两表面活性剂在界面竞争吸附的结果.少量离子液体表面活性剂C12mim Br的加入可以填补疏松的Gemini12-2-12界面上的空位,形成混合界面吸附膜.随着C12mim Br含量的增加,嵌入界面的C12mim Br分子数不断增多,导致界面上相互缠绕的Gemini12-2-12烷基链"解缠",在体相和界面分子扩散交换的过程中"解缠"的Gemini12-2-12分子从界面上解吸回到体相,与此同时,C12mim Br分子相对较小的空间位阻及较强的疏水作用促使其优先扩散至界面进而取代Gemini12-2-12分子,最终界面几乎完全被C12mim Br分子所占据.     

界面扩张流变法研究C12mimBr对Gemini12-2-12在空气/水界面聚集行为的影响

采用界面扩张流变技术研究了季铵盐偶联表面活性剂C₁₂-(CH₂)₂-C₁₂·2Br (Gemini12-2-12)及其与离子液体表面活性剂溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑(C₁₂mimBr)复配体系的动态界面张力、扩张流变性质和界面弛豫过程等, 探讨了C₁₂mimBr 对C₁₂mimBr/Gemini12-2-12 混合体系界面性质的影响及C₁₂mimBr 对Gemini12-2-12界面聚集行为影响的机制. 结果表明, 随着离子液体表面活性剂的不断引入, 体系界面吸附达到平衡所需的时间逐渐缩短, 扩张模量和相角明显降低, 界面吸附膜由粘弹性膜转变为近似纯弹性膜; 同时, 界面及其附近的弛豫过程也发生显著变化, 慢弛豫过程消失, 快弛豫过程占主导地位, 且离子液体浓度越高, 快弛豫的贡献越大. 这些界面性质的变化主要归因于离子液体表面活性剂C₁₂mimBr参与界面形成及两表面活性剂在界面竞争吸附的结果. 少量离子液体表面活性剂C₁₂mimBr 的加入可以填补疏松的Gemini12-2-12 界面上的空位, 形成混合界面吸附膜. 随着C₁₂mimBr 含量的增加, 嵌入界面的C₁₂mimBr 分子数不断增多, 导致界面上相互缠绕的Gemini12-2-12烷基链“解缠”, 在体相和界面分子扩散交换的过程中“解缠”的Gemini12-2-12分子从界面上解吸回到体相, 与此同时, C₁₂mimBr 分子相对较小的空间位阻及较强的疏水作用促使其优先扩散至界面进而取代Gemini12-2-12分子, 最终界面几乎完全被C₁₂mimBr分子所占据.     

驱油体系化学剂间相互作用对界面吸附膜的影响

采用界面张力弛豫技术研究了不对称Gemini表面活性剂C12COONa-p-C9SO3Na、部分水解聚丙烯酰胺Mo-4000、疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺(HMPAM)等驱油体系化学剂在癸烷/水界面上的扩张流变性质,考察了不同离子强度、不同类型电解质对体系界面流变性质的影响,计算得到界面扩张弹性模量和粘性模量的全频率谱,并通过归一化方法(cole-cole图)探讨了界面吸附膜的弛豫过程。研究发现,界面膜内分子重排和界面与体相间分子扩散交换是影响膜性质的主要弛豫过程。表面活性剂体相浓度增大有利于界面分子重排过程,而低频有利于扩散交换过程;不同结构聚合物以及不同离子强度、不同类型电解质对表面活性剂吸附膜有不同的影响。     

阿拉伯树胶对Gemini表面活性剂界面扩张流变性质的影响

利用悬挂滴方法研究了Gemini季铵盐表面活性剂(C₁₂-Ph-C₁₂和C₁₂-8-C₁₂)和阿拉伯树胶的界面张力和界面扩张流变性质, 考察了阿拉伯树胶对C₁₂-Ph-C₁₂和C₁₂-8-C₁₂溶液界面张力和界面扩张流变性质的影响. 研究结果表明, 1%(w)阿拉伯树胶的加入显著降低了C₁₂-Ph-C₁₂和C₁₂-8-C₁₂的界面张力, 但是界面扩张模量增加,这一变化主要是由于阿拉伯树胶分子与Gemini季铵盐表面活性剂分子通过静电相互作用形成复合物. 文中提出了不同结构Gemini季铵盐表面活性剂与阿拉伯树胶分子在界面排布的示意图.     

新型阴离子Gemini表面活性剂与非离子表面活性剂C10E6混合溶液的胶团化的研究

研究了烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂Ia与非离子表面活性剂C10E6溶液混合胶团中分子间的相互作用. 通过表面张力法测定了Ia 和C10E6不同比例不同温度下的临界胶束浓度(cmc). 结果表明, 两种表面活性剂以任何比例复配的cmc比单一表面活性剂的cmc都低, 表现出良好的协同效应. 传统型非离子表面活性剂C10E6、Gemini表面活性剂Ia及混合物的cmc都随着温度升高而降低. 而且, 任何配比的混合胶团中两种表面活性剂分子间的相互作用参数β都是负值, 这说明两种表面活性剂在混合胶团中产生了相互吸引的作用. 混合表面活性剂体系的胶团聚集数比单一Ia的大, 但比单一C10E6的小. 向Gemini表面活性剂Ia胶束中加入非离子表面活性剂C10E6会使胶束的微观极性变小.     

三取代直链烷基苯磺酸钠的界面扩张性质

利用悬挂滴方法研究了五种表面活性剂3,4-二己基苯磺酸钠(66)、3,4-二庚基苯磺酸钠(77)、2-乙基-4,5-二己基苯磺酸钠(266)、2-丙基-4,5-二己基苯磺酸钠(366)和2-丁基-4,5-二己基苯磺酸钠(466)在空气-水和癸烷-水界面上的扩张流变性质,考察了烷基取代在苯环不同位置对分子界面行为的影响.研究发现,苯环不同位置的取代烷基链长变化对扩张弹性模量和扩张粘性模量影响不同.随着烷基链长增长,表面扩张弹性模量均增加,而扩张粘性模量表现则不同:邻位短链烷基碳数从2变化到4,对粘性模量贡献不大;而间位长链烷基增长对表面弛豫过程影响较大,粘性模量明显增大.油分子的插入能大大削弱间位长链烷基间的强相互作用,一方面导致界面弹性模量和粘性模量远低于表面,同时使得同分异构分子77和266的界面扩张粘性模量数值接近.     

不对称Gemini表面活性剂在气/液界面的吸附动力学

合成出由1个亚甲基联接羟基和季铵基头基, 且带两根不同长度烷烃链的不对称Gemini表面活性剂CmH2m+1OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)2C8H17Br(记为CmOhpNC8, m=10, 12, 14). 用最大泡压法研究了浓度低于临界胶团浓度时, CmOhpNC8在气/液界面上的吸附动力学. 结果表明, CmOhpNC8表现出很明显的吸附动力学效应. CmOhpNC8向新鲜气/液界面吸附时由扩散过程控制; 当界面上已具有一定吸附量时, 显示出吸附能垒Ea. 随着烷烃链的增长而明显降低, 表明长烷烃链的分子到达亚层后更容易插入表面层,这被归结为分子烷烃链间的疏水相互作用随着链增长而增强所致.     

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.     

聚氧乙烯醚类表面活性剂表面扩张粘弹性质研究

研究了非离子表面活性剂壬基苯酚聚氧乙烯醚NP-8, NP-10和NP-12水溶液的表面扩张粘弹性质, 考察了氧乙烯数的变化对表面吸附膜特性的影响. 研究结果表明, 三种表面活性剂的扩张弹性随着工作频率的增大而增大, 扩张粘性则在0.1~0.01 Hz范围内通过不明显的极大值; 扩张弹性和粘性随着浓度的增加在同一浓度处通过一个极大值; 氧乙烯数从8增加到12, 表面扩张弹性、粘性和相角的变化不大. 从发生在表面上和表面附近的微观弛豫过程的角度对实验结果进行了讨论.     

乙醇/水混合溶剂中Gemini表面活性剂的表面性质

通过对Gemini表面活性剂12-s-12 (Et)(s=4, 6, 8, 10, 12)体系在乙醇/水混合溶剂中的表面张力曲线的测定, 对该体系的表面性质进行了研究. 发现随乙醇/水比例变化, Gemini各种表面化学性质, 如临界胶束浓度(cmc)、表面张力(γcmc)、饱和吸附量(Γmax)和最小分子占有面积(Amin)等的变化规律. 拓展了Gemini表面活性剂在混合溶剂中表面吸附的研究.     

界面张力弛豫法研究芳香侧链酰基牛磺酸钠的界面相互作用

采用界面张力弛豫方法研究了表面活性剂N-(α-苯氧基)十四酸牛磺酸钠(12+B-T),N-(α-乙基苯氧基)十四酸牛磺酸钠(12 +2B-T)和N-(α-己基苯氧基)十四酸牛磺酸钠(12+6B-T)在空气-水表面和癸烷-水界面上的扩张流变性质,考察了芳环支链链长变化对分子界面行为的影响,获得了表面活性剂结构对极限扩张弹...     

Dynamic interfacial dilational properties of hydroxy-substituted alkyl benzenesulfonates

Synthesis, characterization, and interfacial properties of hydroxy-substituted alkyl benzenesulfonates, sodium 2-hydroxy-3-decyl-5-octylbenzenesulfonate (C10C8OHphSO3Na) and 2-hydroxy-3-octyl-5-decylbenzenesulfonate (C8C10OHphSO3Na), are reported. The dynamic dilational properties of the surfactants are expounded by means of oscillating the bubble/drop method at both water-air and water-decane interfaces. The distinct maxima appear in dilational modulus vs time curves in some cases, which is believed to be attributed to the change of surfactant conformation and the arrangement of surface layer. Our results show that the measurement of dynamic interfacial dilational properties is a powerful tool to probe the structure of the surfactant adsorption film.     

表面波技术研究TBP对C12E8表面流变性质的影响

The influence of antifoaming agent TBP on the surface adsorption and on the surface rheological properties of foaming agent C12E8 is investigated by the damped longitudinal wave method, and the antifoaming mechanism of the antifoaming agent TBP on C12E8 is explored in this paper. The experimental results show that while the concentration of foaming agent C12E8 is smaller than cmc and at ω=6.28 rad•s-1, the decreases of surface dilational modulus, surface dilational elasticity, surface dilational viscosity and the increases of the phase angle when the concentration of TBP increase for the C12E8+TBP aqueous solution (C12E8=0.074 mmol•L-1) have been related to the diffusional exchange between surface and bulk and to the Marangoni effect, which depends on the restored mechanism of surface tension gradient due to the stretched surface. This has been related to the mechanism of antifoaming action.     

The influence of surfactant mixing ratio on nano-emulsion formation by the pit method

The formation of O/W nano-emulsions by the PIT emulsification method in water/mixed nonionic surfactant/oil systems has been studied. The hydrophilic-lipophilic properties of the surfactant were varied by mixing polyoxyethylene 4-lauryl ether (C12E4) and polyoxyethylene 6-lauryl ether (C12E6). Emulsification was performed in samples with constant oil concentration (20 wt%) by fast cooling from the corresponding HLB temperature to 25 degrees C. Nano-emulsions with droplet radius 60-70 nm and 25-30 nm were obtained at total surfactant concentrations of 4 and 8 wt%, respectively. Moreover, droplet size remained practically unchanged, independent of the surfactant mixing ratio, X(C12E6). At 4 wt% surfactant concentration, the polydispersity and instability of nano-emulsions increased with the increase in X(C12E6). However, at 8 wt% surfactant concentration, nano-emulsions with low polydispersity and high stability were obtained in a wide range of surfactant mixing ratios. Phase behavior studies showed that at 4 wt% surfactant concentration, three-liquid phases (W+D+O) coexist at the starting emulsification temperature. Furthermore, the excess oil phase with respect to the microemulsion D-phase increases with the increase in X(C12E6), which could explain the increase in instability. At 8 wt% surfactant concentration, a microemulsion D-phase is present when emulsification starts. The low droplet size and polydispersity and higher stability of these nano-emulsions have been attributed, in addition to the increase in the surface or interfacial activity, to the spontaneous emulsification produced in the microemulsion D-phase.