氧杂含氟表面活性剂水溶液的物理化学性能的研究

关于含氟表面活性剂的表面性能的研究已有些报道^[1~4],但对于同系列氧杂含氟表面活性剂的研究则很少.我们以一系列氧杂全氟酰氟1为原料,使与N,N-二乙基丙二胺作用,制得一系列含氟酰胺基胺2.     

光照对含氟表面活性剂表面性质的影响

以对三氟甲基苯胺为起始原料,制备了一种部分氟化的表面活性剂CF-S,测定其紫外吸收光谱,研究其光异构化。测定CF-S溶液的表面张力,计算相应的物化参数,并与不含氟的表面活性剂CH-S的性能进行比较,结果发现,CF-S的表面活性明显强于CH-S的表面活性。在紫外光激发后,CF-S的cmc和γ_(cmc)增大,Г_(max)减小,A_(min)变大。CF-S对石英的润湿性能测试显示,含氟的表面活性剂能提高石英表面的疏水性。紫外光的照射使CF-S在石英表面的接触角降低,CF-S润湿性能增强。测定了石英在CF-S溶液中的动电位,加入CF-S后,石英表面的动电位增加。在紫外光照射后,石英的动电位降低,部分CF-S从石英表面脱附。     

正离子表面活性剂与负离子表面活性剂在水溶液中的相互作用

本工作研究了碳氢链较短的溴化辛基三甲铵(简写为C₈NMe₃Br)及辛基硫酸钠(简写为C₈SNa)混合水溶液的一些表面化学性质:在表面及“油-水”界面上的混合吸附、在表面上的气泡寿命和在界面上的液滴寿命以及溶液在石蜡表面上的润湿性能.从这些性质了解正、负离子表面活性剂的相互作用.结果表明:(1)混合表面活性剂有很高的表面活性.1:1C₈NMe₃Br-C₈SNa混合物的临界胶团浓度(cmc)为～7.5×10^-3m,远小于单一表面活性剂.在此浓度时,表面张力低达～23达因/厘米;溶液-正庚烷的界面张力更低,达～0.2达因/厘米,亦远低于单一表面活性剂;(2)混合表面活性剂溶液有很高的气泡寿命及液滴寿命,亦即有较大的表面膜及界面膜强度;(3)混合溶液比单一表面活性剂的润湿性能好;(4)不同比例的C₈NMe₃Br-C₈SNa混合溶液的表(界)面总吸附量与1:1混合溶液的相近,当浓度较大时,吸附层中两者比例大多接近1:1,且表(界)面张力亦甚低:(5)与一般离子型表面活性剂的情形完全不同,无机盐对1:1混合溶液的表(界)面张力影响很小.计算吸附量时,Gibbs公式应取1RT形式,而不采用对一般离子型表面活性剂适用的2RT形式.由此得出的最小平均“分子”面积为27～29Ų,表明吸附层中表面活性离子排列紧密,膜凝聚性强.上述结果充分说明正、负离子表面活性剂在水溶液中有强烈的相互作用,其本质主要在于附加的正、负电荷的库仑引力,由此导致正、负离子表面活性剂混合溶液的一系列表面化学特性.     

混合表面活性剂水溶液的浊点性质

正负离子表面活性剂混合体系在水溶液中很容易形成沉淀,这曾在很大程度上限制了该体系理论性质的研究及其应用。近年来的研究发现,该体系在吸附和胶团形成等方面存在很强的协同效应,对其相关性质的研究越来越多。与单一离子性表面活性剂性质不同,后者的溶解     

正负离子表面活性剂与非离子表面活性剂混合水溶液的相互作用

非离子表面活性剂的加溶作用有助于正负离子表面活性剂的溶解,在恰当比例时,能基本保持其表面活性;正负离子表面活性剂与非离子表面活性剂之间的相互作用很弱,容易形成接近“理想”的混合胶团;恒定非离子表面活性剂浓度时,随正负离子表面活性剂浓度增加,溶液的浊点也增加;超过临界胶团浓度后浊点下降。     

特氟隆与含氟表面活性剂

文章就目前困扰世界的特氟隆及含氟表面活性剂进行了简要的介绍。     

表面活性剂胶束化物理化学性质研究

通过电导法考查温度和盐浓度对十二烷基硫酸钠(SDS)临界胶束浓度(CMC)的影响,研究表面活性剂形成胶束过程的物理化学性质。根据拟相分离模型求得胶束化热力学函数,并讨论体系电导活化能随温度和SDS浓度变化关系。结果表明:SDS的CMC随温度升高而增加,随氯化钠浓度增大而减小。在热力学上SDS在水溶液中形成胶束是一个自发、放热、熵增的过程;在动力学上,SDS溶液电导率与温度关系符合Arrhenius公式,通过电导活化能信息可揭示离子型表面活性剂形成胶束的机理特征。     

一种非离子型含氟聚氨酯表面活性剂的合成及性能

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)、2-甲氧基-3-全氟壬烯氧基丙醇和聚乙二醇(PEG)等为主要原料,通过分布缩合得到一种非离子型含氟聚氨酯表面活性剂,并利用红外光谱对其进行了表征。讨论了加料方式、亲水单体相对分子质量、聚乙二醇用量等因素对产品性能的影响。实验结果表明,当n(2,4-TDI):n(氟醇):n(PEG)=1:1:1.1时,采用先加入TDI和氟醇,反应一段时间后滴加PEG的加料方式,能够合成得到综合性能较好的非离子型含氟聚氨酯表面活性剂。对该表面活性剂在水相中的表面活性进行了测试,所制得的非离子型含氟聚氨酯表面活性剂(FPU-1)的相对分子质量为1310,其临界胶束浓度约为9.54×10-5mol/L,水溶液的最低表面张力为20.88mN/m。     

含氟表面活性剂溶液的动态表面张力研究

本文研究了阳离子氟表面活性剂CF₃CF₂CF₂O(CF(CF₃)CF₂O)₂CF(CF₃)CONH(CH₂)₃N⁺(C₂H₅)₂CH₃I^-(简写FC-4 )的动态表面性质，利用Krüss K12和MBP动态表面张力仪分别测定了该体系的平衡表面张力和动态表面张力。由平衡表面张力测定结果得到了临界胶束浓度和表面吸附量。利用渐进的Ward and Tordai方程对动态数据进行了分析。结果表明：在吸附的最初阶段符合扩散控制模型，而在吸附的后期，证明了吸附势垒的存在，表明在吸附后期属于混合动力学模型。计算得出25 ℃时，该体系势垒约在25到35 kJ/mol. 由于氟表面活性剂分子间作用力小，表面压是导致吸附势垒的主要原因。     

新型含氟系列阳离子表面活性剂的合成

以六氟丙烯二聚体和N,N-二甲基丙二胺为原料,合成N,N-二甲基-N’-(2-三氟甲基-1-五氟乙基)全氟丙烯基丙二胺（I）,通过正交实验确定了I的最佳工艺条件为：反应温度为35℃,反应时间为为8h,六氟丙烯二聚体与N,N-二甲基丙二胺的摩尔比为1:1.0,并通过IR、NMR光谱分析方法对I的结构进行确定;然后利用I分别与溴乙烷、溴代正丙烷、溴代正丁烷、溴代正己烷、溴代正辛烷和溴代正十二烷等烷基化试剂反应合成了一系列季铵盐阳离子表面活性剂,并对其结构进行了表征;结果表明,所得阳离子型含氟表面活性剂具有极低的表面张力：17.8、22.9、23.8、21.5、25.和28.1mN/m;临界胶束浓度：2.03、1.98、1.93、1.83、1.74和1.58mmol/L;且其Kraff点均低于0℃,显示了优良的水溶稳定性能。     

Gemini 阴离子表面活性剂水溶液的聚集性质

合成了一种Gemini阴离子表面活性剂,测定了其临界胶束浓度cmc和cmc时的表面张力γcmc,与传统的单基表面活性剂相比,其临界胶束浓度降低了一个数量级,具有突出的降低水的表面张力的效率;研究了该种Gemini表面活性剂的浓度对于胶束聚集数的影响,结果表明,随着浓度的增加,胶束聚集数出现了一个极大值,同时观察到液晶微相的生成.     

Gemini阴离子表面活性剂水溶液的界面活性

Gemini阴离子表面活性剂水溶液的界面活性;Gemini阴离子表面活性剂;表面张力;CMC;C20;界面张力     

水溶液中表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠性能的介观模拟

采用介观动力学模拟方法MesoDyn研究比较了表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和月桂醇硫酸钠(SDS)在水溶液里的聚集行为及相互间作用, 从介观层面上研究了分子结构差异所导致聚集行为的一系列差别. 同时模拟研究了AES/苯体系中各组分对体系形貌的影响. 以苯、正辛醇为油污代表, 通过对密度切片图的研究, 模拟比较了AES对这两种油污去除机理的差异. 选择AES/苯为研究体系, 从介观的层次考察其胶束形成的影响因素. 结果表明, 由于极性头的结构差别, AES和SDS在临界胶束浓度和聚集数方面都有差异, 同时两种表面活性剂之间又存在着较强的协同效应. 除疏水性作用、氢键作用外, 亲水性作用也在胶束形成中起重要作用. 对密度切片图的观察得出, 由于所选择油污的结构差异导致了AES对其增溶方式的差异.     

表面活性剂混合物水溶液中的囊泡形成

1:1烷基羧酸钠-溴化烷基三甲铵混合水溶液的浓度在cmc以上时, 能自发或超声分散形成一类新型混合表面活性剂囊泡(单层膜), 正负离子表面活性剂的突出囊泡形成能力以及不同表面活性剂结构组合变化所显现的多样特性, 皆预示出混合功能有序组合体研究的广阔前景。     

离子型表面活性剂在水溶液中的分子构型

本文利用表面活性剂分子中内在的荧光探针及外加荧光探针,研究了离子型表面活性剂分子在水溶液中的构型,烷基三苯基鱗盐及N-烷基吡啶盐对芘的单体荧光猝灭服从Stern-Volmer方程,是扩散控制的碰撞猝灭,但不同链长的猝灭剂的荧光猝灭行为呈反常状态,即链越长,猝灭速率常数越大,在十六烷基三甲基铵(CTMAB)水溶液中观察到了芘的激基缔合物荧光,同时观察到了CTMAB对芘的荧光猝灭的阻碍(阳离子猝灭剂)和促进(阴离子猝灭剂)作用,提出离子型表面活性剂在水溶液中呈绕曲状的分子构型,且是一种动态构型。     

双烃链正,负离子表面活性剂复合物水溶液的表面化学性质研究

本文研究了具有双烃链的正、负离子表面活性剂混合水溶液的表面和液相性质、。负离子表面活性剂是琥珀酸二己酯磺酸钠[简写为(C6)2SNa],正离子表面活性剂是氯化二正辛基羟乙基甲基铵[(C8)2NCl]和氯化辛基羟乙基二甲基铵[C8NCl]。为了增加复合物的溶解度,在铵基上引入了羟乙基。测定了表面张力-浓度关系,用GIBBS公式计算表面吸附量和吸附分子面积。结果表明,由于正、负表面活性离子之间的强烈相互作用,所研究的两种混合物体系的表面活性远高于单独的表面活性剂。在等摩尔混合和离子强度0.1mol/kg情况下,(C6)2SNa-(C8)2NCl体系的吸附层组成是对称的(摩尔比为1:1),且在临界胶团浓度(cmc)以上析出新相,表明此cmc实质上是复合物的溶解度;而(C6)2SNa-C8NCl体系的吸附层为不对称组成(摩尔比非1:1),在cmc以上可能形成相当大的胶团,两种体系混合溶液的起泡性有极大差异。     

丙烯酸含氟共聚物的表面性能研究

通过接触角测量研究了丙烯酸含氟共聚物的表面能随含氟基团含量的变化。研究发现,丙烯酸含氟共聚物的表面能随含氟基团含量的增加而降低,随pH值的升高而升高。     

DMABN在表面活性剂胶束水溶液中的荧光性质

研究了对二甲氨基苯甲腈(DMABN)在各种胶束水溶液中的荧光光谱性质, 发现不同胶束栅栏层区域的不同性质影响了探针的分子内扭转电荷转移(TICT)特性. 对离子型胶束, 头基电场是主要影响因素, 促进了DMABN分子TICT态的形成, 反离子解离度琢越大, 胶束溶液中的Ia/Ib越强. 在非离子表面活性剂胶束中, 聚氧乙烯链环外壳包裹的大量水使其氢键影响明显, 而很短的聚氧乙烯链还可能带来端基氢的氢键作用. 从DMABN的光物理特性看, 欲将胶束作为分散载体利用其TICT态特性, 选择反离子解离度较大的阴离子胶束(例如SDS或SDSO)较好.     

尼罗红在离子表面活性剂水溶液中的荧光特性

尼罗红(NR)分子具有大的芳香环和基态时可与水分子形成氢键的吸电子基, 它对增溶在表面活性剂胶束栅栏层的环境尤其敏感, 在十二烷基三甲基溴化铵(C12TABr)胶束水溶液中表现为双重荧光, 最大发射波长分别位于578和630 nm. 十二烷基硫酸钠(SDS)胶束的反离子解离度大于C12TABr胶束, 这不仅增大了NR周边环境的极性, 也增多了溶剂化水, 导致与NR氢键作用增强, 荧光强度低于C12TABr, 但有效促进了分子内扭转电荷转移(TICT)激发态形成, 其布居甚至可达到98%以上, 表观上仅出现了在634 nm的单重荧光峰. NR对环境的敏感特性很好地反映了Gemini表面活性剂初始形成胶束的残缺结构信息, 是检测这类具有强烈相互作用两亲分子聚集行为的良好探针.     

正、负离子表面活性剂混合水溶液的相行为

通过对混合系统相行为的研究，总结出正、负离子表面性剂混合体系普遍存在三上浓度区的规律，即在低浓度与高浓度时为透明均相溶液，中间浓度区为复相体系，而且表明，随极性基体积增大，混合体系形成均相溶液的能力增加；在高浓度区，疏水链长短对混合体系形成均相溶液能力的影响与低浓度区的情况不完全一致，有时会出现疏水链较短的体系形成均相溶液的能力反而较差的“反常”现象。