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.     

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.     

十二烷基硫酸钠对两性咪唑类离子液体表面活性剂1-磺丙基-3-十二烷基咪唑内盐界面聚集行为的影响

利用界面扩张流变技术,研究了两性咪唑类离子液体表面活性剂1-磺丙基-3-十二烷基咪唑内盐(C₁₂imSP)的界面聚集行为,探讨传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对C₁₂imSP界面聚集行为的影响机制。 结果表明,少量SDS的加入可以填补界面上疏松的C₁₂imSP分子间的空位,界面上形成表面活性剂混合吸附膜,界面张力显著降低;提高SDS的浓度,其分子从体相向界面层的扩散交换占优势,界面层分子逐渐达到饱和吸附,此后体系中有混合胶束形成。 体相胶束中富集的SDS分子对C₁₂imSP分子的“收纳”作用及进一步的“挽留”作用,加之C₁₂imSP分子本身相对较大的空间位阻效应导致界面上的C₁₂imSP分子一旦通过扩散作用被交换至体相,其很难再回复到表面层,即界面膜以SDS分子为主。 通过调节体系中SDS的含量,可以实现对混合体系SDS/C₁₂imSP/NaCl(0.1 mol/L)界面聚集行为的调控,进而实现对界面膜性质的调控。     

十六烷基三甲基溴化铵/油酸钠混合体系蠕虫状胶束流变性研究

阴、阳离子表面活性剂之间强烈的相互作用利于形成自由弯曲的蠕虫状胶束。本文利用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子表面活性剂油酸钠(Na OA)制备了CTAB/Na OA蠕虫状胶束,研究了两表面活性剂的混合比和表面活性剂总浓度的变化对蠕虫状胶束体系稳态流变性及动态粘弹性的影响。结果表明,蠕虫状胶束在剪切过程中的解缠、拟网状结构的破坏以及最终沿剪切速度方向取向等是蠕虫状胶束产生剪切稀释特性的原因。两表面活性剂的混合比和表面活性剂总浓度的变化导致表面活性剂之间的静电作用、疏水作用发生较大的变化,最终引起体系内部表面活性剂聚集体形态的差异。体系内蠕虫状胶束长度、体系结构复杂程度、蠕虫状胶束形成的网络结构的致密度等都影响着体系的流变行为。在混合比R=3.6、总浓度CT=0.24mol/L时,体系中蠕虫状胶束最长,网络结构最为紧密,体系的零剪切粘度达到最大值。表面活性剂浓度一定时,混合比的提高有助于蠕虫状胶束的定向生长,弛豫时间τR和储能模量高频区平台模量G0提高,R=3.6时两者皆达到极大值,此后由于蠕虫状胶束的分枝化及(或)胶束破裂导致τR及G0下降。在表面活性剂混合比一定(R=3.6)时,表面活性剂浓度的提高利于蠕虫状胶束的增长或者分枝化,增加了胶束网络结构缠绕(融合)点的密度,导致G0逐渐增大。Cole-Cole图证实本文研究的蠕虫状胶束体系是符合Maxwell模型的线性粘弹性流体。