壬基酚聚氧乙烯醚在油相中的CMCo及相关问题研究

对壬基酚聚氧乙烯醚在油相中的临界胶束浓度(CMC_o)及与之相关的问题进行了研究,并获得了部分CMC_o值.对CMC_o与表面活性剂自身结构的关系进行分析和数学处理后,发现CMC_o与活性物质自身结构间仍为对数关系.同时在对某些具体体系的界面张力随表面活性剂不同而发生的变化进行了详细分析,发现CMC_w和CMC_o是评价表面活性剂性能的有效工具.     

SDS和CTAB水溶中胶束扩散系数及第一、第二CMC测定

在无探针条件下用循环伏安法测定了不同形状SDS和CTAB胶束的扩散系数，进而得到第一CMC和第二CMC（SDS：第一CMC和第二CMC分别为8．0×10－3和5．6×10－2mol·L-1;CTAB：第一CMC和第二CMC分别为8．9×10－4和2．1×10－2mol·L－1）．此法为表面活性剂体系物理化学性质的研究，特别是为第二CMC测定提供了一个新的研究方法．     

荧光探针法研究新型Gemini表面活性剂在水溶液中的聚集行为

以芘为荧光探针、二苯酮为猝灭剂,用稳态荧光探针法测定了新型Gemini表面活性剂的临界胶团浓度(CMC)、胶团聚集数(N_agg)及胶团微极性.研究了Gemini表面活性剂结构和氯化钠浓度对CMC、N_agg、胶团微极性的影响.结果表明,新型Gemini表面活性剂的CMC比常规表面活性剂的CMC低1—2个数量级.当疏水基碳原子数增加时,CMC依次降低,N_agg增大,胶团微极性减小.当氯化钠浓度增大时,N_agg增大,胶团微极性减小.     

表面活性剂与高分子链混合体系的模拟

计算机模拟了高分子链对表面活性剂胶束形成过程的影响，以及高分子链构象性质随胶束化过程的变化.结果表明,当高分子链与表面活性剂之间的相互作用强度超过临界值后，高分子链的存在有利于表面活性剂胶束的形成.临界聚集浓度（CAC）与临界胶束浓度（CMC）的比值CAC/CMC随高分子链长的增大和相互吸引作用的增强而减小.在CAC之前，高分子链与表面活性剂分子只有动态的聚集；但在CAC之后，表面活性剂胶束随表面活性剂浓度X的增加而增大，并静态地吸附在高分子链上，形成表面活性剂/高分子聚集体.随着表面活性剂分子的加入，高分子链的均方末端距和平均非球形因子先保持恒定；从X略小于CAC开始， 和快速减小，至极小值后又逐渐增大.模拟结果支持高分子链包裹在胶束表面的实验模型.     

无探针荧光光谱法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度

建立了无探针荧光光谱法测定表面活性剂临界胶束浓度(CMC)的新方法,测定了典型阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)在水溶液中的CMC,并与表面张力法和电导率法的测定结果进行了对比。结果表明,荧光光谱法样品用量少,测定的SDS的CMC与传统方法一致,说明采用无探针荧光光谱法能够测定一些物质的临界浓度。     

系列十二烷基二甲苯基磺酸钠的合成与表面性能

以酰氯、邻二甲苯为原料,经傅-克酰基化反应、格氏反应、还原反应、磺化及中和5步反应,合成了6种结构明确的十二烷基二甲苯基磺酸钠异构体。用FT-IR、ESI-MS和1HNMR测试技术鉴定了中间产物和最终产物的结构。用滴体积法测定表面活性剂水溶液25℃时的表面张力,从而确定其临界胶束浓度,研究了支链结构对其表面性质的影响。6种表面活性剂(化合物Ⅰ～Ⅵ)的临界胶束浓度CMC(mmol/L)和表面张力γCMC(mN/m)分别为:Ⅰ0.25和30.00;Ⅱ0.50和28.21;Ⅲ0.79和28.10;Ⅳ1.00和27.01;Ⅴ2.00和26.41;Ⅵ2.50和26.40。结果表明,随着苯环由边缘移动至长链烷基的中间,表面活性剂的CMC增高,γCMC减小。     

1,5-二(2-羟基-5-氯苯基)-3-氰基甲■与非离子表面活性剂的相互作用

通过测定表面活性剂对HCPCF吸收光谱及溶解度的影响,研究了HCPCF与表面活性剂之间的作用机理。在酸性介质中表面活性剂主要起胶束增溶作用。根据HCPCF在不同极性溶剂中的吸收光谱确定,分子形态的HCPCF是处于表面活性剂胶束的憎水碳氢链部分。在碱性介质中,在CMC以下,非离子表面活性剂可以单分子形式与HCPCF及其金属络合物形成具有一定组成比的化合物,此化合物的溶解度与非离子表面活性剂的结构有关。非离子表面活性剂可能是由其聚乙氧基的氧原子和HCPCF的尚未离解的氢之间形成氢键而反应。     

Gemini型磺基琥珀酸酯钠表面活性剂的结构与性能的关系

以不同的醇为原料,合成了不同的Gemini型磺基琥珀酸酯钠阴离子表面活性剂,对它们的表面化学性能和应用性能进行了测定,并将其性质与其结构的关系进行关联。结果表明:其活性高于相应单基表面活性剂,且联结基、憎水链长度对其活性有影响。联结基长度增加,产物的临界胶束浓度(CMC)降低,对应的表面张力增加,其乳化性、起泡性、稳泡性、渗透力降低,增溶性提高;憎水链长度增加,CMC降低,对应的表面张力先减后增,其乳化性、稳泡性、增溶性提高,起泡性先增后减,渗透力减弱。     

一种金属络合性表面活性剂及其cu(ⅱ)配合物的合成和抗菌性

以对甲酚、月桂酸、乙二胺等为原料,通过酰化、Fries重排、磺化和缩合等反应,合成了一种含席夫碱结构的新型络合性表面活性剂,合成总产率为39．2％,以该表面活性剂为配体与Cu~(2 )作用形成配合物,产率为87．6％。测定了该表面活性剂在20℃时不同浓度下的表面张力和发泡高度,结果表明该物质具有较高的表面活性,其临界胶束浓度CMC为2．5×10~(-4)mol/L,其水溶液的最低表面张力为30 mN/m;用可见分光光度法测定了该表面活性剂铜配合物在25℃0．01 mol/L硼砂缓冲溶液中的生成稳定常数β为1．91×10~8,实验表明该表面活性剂与Cu~(2 )易形成稳定的配合物;用浓度稀释法测试了该配合物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌活性,实验表明该配合物对白色念珠菌的抗菌力最高,其最小杀灭浓度为96．1×10~(-6)g/mL。     

荧光法测定N-(α-烷苯氧基)十四酰基牛磺酸钠的临界胶束浓度

研究了一类以苯氧基作疏水支链的新型阴离子表面活性剂——N-(α-烷苯氧基)十四酰基牛磺酸钠(SAPTT)水溶液的紫外吸收光谱、探针(芘)稳态荧光发射光谱及自身稳态荧光发射光谱性质.研究结果表明,荧光探针(芘)法和自身稳态荧光法可用来测定这类表面活性剂的临界胶束浓度(CMC),且测定结果与表面张力法(吊片法)接近;与荧光探针(芘)法相比,对于所研究体系,自身稳态荧光法的灵敏度和准确性均较高,所测得CMC结果与表面张力法(吊片法)能较好地吻合.     

壬基酚聚氧乙烯醚型Gemini季铵盐表面活性剂的合成 及其表面性质的研究

合成了系列壬基酚聚氧乙烯醚型Gemini季铵盐表面活性剂(GNPQA), 用核磁、红外和元素分析对它们的结构进行了表征, 考察了反应条件对转化率的影响, 并用表面张力法和稳态荧光探针法对GNPQA的表面性能及胶束聚集数(N)进行了研究. 结果表明, 较优的反应条件: 反应时间为12 h, 反应温度为70 ℃, 反应原料摩尔比为n(双聚壬基酚聚氧乙烯醚)∶n(三乙胺)∶n(环氧氯丙烷)＝1∶1∶1; GNPQA的临界胶束浓度(CMC)值较相应的单体壬基酚聚氧乙烯醚型季铵盐表面活性剂(NPQA)降低了1～2个数量级, 显示了较高的表面活性; 当GNPQA溶液浓度为5～9倍CMC时, N值随浓度增大而线性增大; 随着氧乙烯(EO)单元数的增长, GNPQA的CMC和N值均逐渐减小; 结合GNPQA的表面性能参数和N值的变化规律, 探讨了这类表面活性剂表面及胶束聚集体的结构形态.     

表面活性剂的QSAR/QSPR研究进展*

本文综述了表面活性剂定量结构-活性/性质相关(QSAR/QSPR)研究的最新进展,以及相关结构描述符在表面活性剂QSAR/QSPR研究中的应用.重点介绍了表面活性剂的cmc和表面张力γ与分子结构的定量关系、离子型表面活性剂电荷分布的定量计算及其对胶体结构与性质的影响.对表面活性剂分子结构与活性/性质的定量相关研究的发展趋势进行了展望.     

混合表面活性剂在非极性溶剂中的聚集行为

表面活性剂在非极性溶剂中的聚集行为比在水溶液中复杂得多. 水溶液中表面活性剂有一明确的临界胶束浓度(CMC),而在非极性溶剂中至今对CM C概念仍有怀疑^[1], 但已有多种手段如染料增溶法、水增溶法、光散射法、荧光偏振、紫外和核磁共振谱等证实并测定了非极性溶剂中 CMC 的存在^[1～5]. 表面活性剂在非极性溶剂中以非离子化状态存在, 其缔合主要靠两亲分子之间的偶极-偶极以及离子对相互作用, 那么在一种表面活性剂溶液中加入另一种表面活性剂, 即表面活性剂的复配, 必然对其聚集行为产生重大影响, 但迄今为止, 尚未见关于混合表面活性剂在非极性溶剂中聚集行为的报道. 本文采用碘光谱法和水增溶法测定了阴离子表面活性剂AOT 和非离子表面活性剂 Brij30 混合后在正庚烷中形成反胶束的 CMC, 以期考察表面活性剂的复配对其聚集行为的影响。     

基于丙二酰胺的不对称双子表面活性剂的合成及其乳化性能

将二(3-二甲氨基丙基)丙二酰胺分别与溴代十六烷和溴代十四烷反应,生成的季铵盐化产物经丙酮-乙腈重结晶,得到含丙二酰胺基的不对称阳离子双子(Gemini)表面活性剂(命名为16-9-14),总收率为45.9%(以溴代十六烷计);利用红外光谱和核磁共振谱表征了合成产物的结构,采用电导法测定了其临界胶束浓度(CMC),采用滴体积法测定了其临界张力(γCMC),进而初步探讨了其发泡沫性能和乳化性能.结果表明,合成的Gemini表面活性剂的CMC为1.57×10-4 mol/L,γCMC为38.45mN/m;其发泡性能和乳化性能优于相应的单子表面活性剂.     

碳纳米结构构建:十二烷基二甲基苄基氯化铵@氯化钠体系

碳纳米材料用途十分广泛,但其形貌的控制和制备方法的完善仍然是个研究热点和亟需攻克的难点。在此,基于阳离子表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵(DDBAC)@氯化钠(NaCl)体系成功制备了碳纳米结构（碳纳米管、纳米碳球、棒状和层状碳纳米结构）。以DDBAC为碳源。碳化过程中使用NaCl晶体分隔DDBAC的有序聚集体。结果表明,通过控制DDBAC浓度制备出不同形貌的碳纳米结构,在1倍临界胶束浓度（CMC）~5CMC下制备了球形、棒形碳纳米结构和碳纳米管,在10CMC下制备了矩形层状碳纳米结构。利用TEM、PL、Raman等手段对制备的碳纳米结构进行表征。通过TEM分析DDBAC @ NaCl体系结构的转变,建立了胶束结构的演变过程。表面活性剂浓度的增加最终使得碳纳米形态从球形碳纳米结构到层状碳纳米结构的变化。本实验结论表明了表面活性剂@盐体系是一种潜在的制备碳纳米结构的方法。     

m-6-m型Gemini双季铵盐表面活性剂与DNA的相互作用

合成了5种m-6-m型Gemini双季铵盐表面活性剂,在对产物结构和表面活性进行分析的基础上,分别采用紫外分光光度法和荧光分光光度法考察了m-6-m型Gemini双季铵盐表面活性剂与DNA的相互作用.结果表明,m-6-m型Gemini表面活性剂的CMC随烷基疏水链的增长呈逐渐下降趋势.几种表面活性剂均没有使DNA的紫外吸收峰发生红移或蓝移现象,说明复合物无嵌插作用或氢键形成,表面活性剂与DNA作用后的吸光度随表面活性剂浓度的增大而增强,当表面活性剂的浓度相同时,吸光度随疏水链的增大而逐渐减弱.Gemini表面活性剂浓度增大导致荧光强度降低,表面活性剂与DNA作用时的猝灭为静态猝灭,随着疏水链长度的增长,荧光猝灭常数降低,表面活性剂与DNA之间的作用力减弱.     

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.     

多种类表面活性剂临界胶束浓度定量构效关系

表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)是个非常重要的物质特性参数, CMC在研究表面活性剂的工业应用和生物利用方面发挥着关键作用. 本工作提出了一个新的拓扑指数—扩展距离矩阵, 建立了一个稳定的构效关系模型, 并对175种表面活性剂的临界胶束浓度进行了计算预测. 结果表明, 基于新的拓扑指数建立的构效关系模型计算临界胶束浓度能给出稳定可靠的预测结果, 其预测结果相关性系数R²(training set)=0.9295, 相对标准偏差ARD(training set)=8.20%, R²(testing set)=0.9257, ARD(testing set)=6.76%. 与文献中模型预测结果的对比表明, 本工作在稳定性和可靠性上均有显著改善.     

分散体系形成中表面活性剂使用量的判据

通过对甲苯等有机溶剂/水/表面活性剂体系的水基化分散,利用MalvernMicroplus型激光粒度仪对乳化后的分散相粒子大小及其分布进行研究.结果表明,表面活性剂的使用量对分散结果的影响具有局限性,对于具体体系,表面活性剂的临界胶束浓度[CMC(CMC_O+CMC_W)是这种局限性的量化标志,超出CMC的表面活性剂是多余的,对最终的分散结果无作用,同时也会影响分散体系的稳定性.     

光-碱双重可降解阳离子表面活性剂的合成与性能

以香草醛、溴代十二烷、硝酸等为原料,通过O-烷基化、硝化、还原、酯化、成盐五步反应,合成了一种含邻硝基苄酯的可光-碱双重降解的吡啶盐阳离子表面活性剂.中间体与目标产物都进行了1H NMR结构表征;所得阳离子表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)值约为0.3 mol·L-1.以该表面活性剂为乳化剂,进行苯乙烯乳液聚合可以得到稳定的乳液,表明该表面活性剂具有良好的乳化性能.将乳液进行紫外光照2h,可明显观察到乳液破乳并变色.经光降解测试证实该表面活性剂可在光作用下降解;发泡测试表明该表面活性剂具备一定的发泡性能;pH降解测试表明表面活性剂可在pH为7～9下实现碱降解.