光敏型季铵盐类阳离子表面活性剂的合成及表面活性和泡沫性质

本文报道了一种光敏型的阳离子表面活性剂（AZO），其分子结构中含有偶氮苯基团，并研究了光照对表面活性和泡沫性能的影响。经紫外光照射后，表面活性剂的饱和吸附量（Г_max）减小，临界胶束浓度（cmc）、最低表面张力（γ_cmc）和分子极限占有面积（A_min）增大；气泡数目增多，直径变小，发泡能力和泡沫稳定性降低。实验结果证实，该表面活性剂的表面活性和泡沫稳定性可以用光照进行调控。     

新型Gemini咪唑表面活性剂的合成及表面性能

以2,2-双(溴甲基)-1,3-丙二醇为连接基合成了新型的连接基为枝状的Gemini咪唑表面活性剂2,4-二(溴化-3-烷基咪唑)-1,3-丙二醇([Cn-P-Cnim]Br2,n=10,12,14).产物经核磁共振氢谱(1H NMR)、红外(IR)光谱和元素分析等进行了分析,证明所得产物即为目标产物.通过表面张力法和电导法测量其表面活性并计算胶束形成热力学参数(ΔG m—0,ΔH m—0,ΔS m—0).结果表明,25℃时3种表面活性剂均具有很高的表面活性,胶束的形成是自发的熵驱动过程.     

四硅氧烷Gemini咪唑表面活性剂的合成及表面性能

以三甲基氯硅烷、 γ-氯丙基三氯硅烷、 1,4-二氯丁烷和咪唑等为原料合成了一种新型的四硅氧烷Gemini咪唑表面活性剂([Si₄-4-Si₄im]Cl₂), 通过质谱(MS)和核磁共振氢谱(¹H NMR)证明所得产物为目标产物. 通过Wilhelmy板法测得其在25 ℃下的临界胶束浓度(cmc)为0.54 mmol/L, 水溶液的表面张力(γ_cmc)降至18.6 mN/m. 通过电导率法研究了其胶束形成热力学参数(Δ\begin{array}{c}{G}_m^{0—}\end{array},Δ\begin{array}{c}{H}_m^{0—}\end{array}和Δ\begin{array}{c}{S}_m^{0—}\end{array}), 表明在15~35 ℃下其胶束化过程是自发进行的, 且为熵驱动过程.     

光敏表面活性剂的研究进展及应用前景

本文综述了光敏表面活性剂的研究进展,指出光敏表面活性剂因所含光敏基团的不同,会发生不同类型的光化学反应,其反应类型主要有光异构、光裂解、光致极性变化、光聚合等几种;并根据光敏表面活性剂的优良特性,介绍了其在环境修复、纳米材料制备、生物医药等方面的应用现状,同时展望了应用前景。     

一种新型阳离子三硅氧烷表面活性剂的合成及其表面性能

以1,2-环氧-9癸烯(ED)和1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)为原料,在氯铂酸催化下,经硅氢加成反应先制得烷基环氧基三硅氧烷(AETS),再将AETS与二乙醇胺(DEA)进行开环反应合成了一种新型阳离子三硅氧烷表面活性剂(CTSS)。 通过IR和1H NMR对CTSS的结构进行了表征,测定了CTSS的表面张力、润湿性和对pH值的稳定性。 同时对AETS及CTSS的合成条件进行了优化,优化后的工艺条件为:合成AETS的最佳条件为n(ED)∶n(MDHM)(n为物质的量)为1.1∶1,催化剂用量为n(MDHM)的0.075%,反应时间为5 h,反应温度为80 ℃;合成CTSS的最佳条件为n(AETS)∶n(DEA)=1∶1.05,反应时间3 h,反应温度80 ℃。 性能测试结果表明,CTSS在临界胶束浓度(CMC)为1.3×10-3 mol/L时,可以将水的表面张力降低至20.0 mN/m,同时具有良好的润湿性,另外,CTSS在pH值为6.5~8.0时稳定存在。     

光敏季铵盐Gemini表面活性剂a4-6-m在气/液界面的吸附

合成了3种不对称结构的季铵盐Gemini表面活性剂a4-6-m, 分子的一根疏水链是偶氮苯为端基的4个亚甲基链, 另一根是不同长度的脂肪链(m=12, 14, 16). 研究结果表明, 反式偶氮苯封端的a4-6-m在气/液界面上以直立方式排列, 偶氮苯端基间的π-π相互作用导致吸附分子较为紧密地排列, 但吸附层外表面含有偶氮苯成分使临界胶束浓度(cmc)时的表面张力(γcmc)较大. 紫外光激发使反式结构偶氮苯变为顺式结构, 这些极性较强的顺式偶氮苯夹杂在直立的烷烃链间, 增强的偶极-偶极相互作用促进了分子紧密排列, 使分子占据面积(Amin)略微减小. 增长脂肪链长度有助于降低临界胶团浓度和C20(使水的表面张力降低20 mN·m-1时所需的表面活性剂浓度), 但对γcmc影响不大.     

聚氧乙烯醚型表面活性剂的合成及表面性质

合成了一系列不同聚合度的聚壬基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂, 通过红外光谱和核磁共振等手段对其结构进行表征, 用表面张力法对合成产物的表面性能进行研究. 结果表明, 随着表面活性剂分子中亲水基团环氧乙烷(EO)片段的增加, 单体、 二聚体和三聚体的临界胶束浓度(cmc)值都逐渐增大, 当EO数目相同时, 单体、 二聚体和三聚体的cmc值依次明显降低. 二聚体与三聚体都显示出很好的表面性质, 其中三聚体的表面性质比二聚体表面性能更优. 在空气/水表面二聚体和三聚体比单体的排列更加紧密, 表现出更好的吸附和分散性能.     

磺化甜菜碱型双子表面活性剂的合成及性能

以N,N'-二甲基乙二胺为起始原料,合成了一类新型磺化甜菜碱型双子表面活性剂.通过红外光谱(IR)、核磁共振(~1H-NMR)对中间体及最终产物——磺化甜菜碱型两性离子双子表面活性剂的分子结构进行了表征.对合成产物的表面性能及相关物性参数作了初步的研究.实验表明:合成制得的磺化甜菜碱型双子表面活性剂具有优异的表面活性,最低的表面张力可降至27.81 mN/m,且有着良好的乳化性能.     

双子型阴离子表面活性剂的合成及浮选性能

分别以辛酰氯、癸酰氯、十二酰氯为原料,经加成、酰化及皂化等反应合成了3种双子型阴离子表面活性剂。产物结构经IR、1HNMR和13CNMR等波谱测试技术确定。25℃时测定了表面活性参数,结果表明随分子中疏水链增长,临界胶束浓度及表面张力均降低。目标化合物能一定程度增强油酸对胶磷矿中白云石的浮选能力。     

含偶氮苯基团的阳离子表面活性剂的合成

以对硝基苯酚为原料,经偶氮,Williamson醚化和季铵化反应合成了一种疏水基中间含偶氮苯基团的阳离子表面活性剂,其结构经1H NMR,IR和元素分析表征.     

光学活性偶氮苯自组装膜的制备及其蛋白吸附行为

研究了在紫外光作用下, 牛血清白蛋白(BSA)在偶氮苯自组装膜上光控可逆的吸附行为. 首先合成羧基偶氮苯衍生物, 并在金膜表面制备偶氮苯自组装膜, 采用紫外吸收光谱(UV)、原子力显微镜(AFM)观察偶氮苯衍生物的光学顺反异构现象以及偶氮苯自组装膜表面形貌的变化. 同时利用等离子体表面谐振仪(SPR)考察偶氮苯光学异构对牛血清白蛋白(BSA)在自组装膜表面上的吸附行为的影响. 结果表明, BSA在偶氮苯自组装膜表面的吸附作用主要来自于BSA分子与自组装膜之间的静电作用及亲疏水作用. 在紫外光作用下, 偶氮苯自组装膜可以实现光控可逆的牛血清白蛋白分子吸附行为.     

Reorientation Dynamics of Chromophores in Photosensitive Polymers by Means of Coarse‐Grained Modeling

We study the photoisomerization of azobenzene chromophores embedded into a polymer matrix by using coarse‐grained simulations. Two types of beads are considered: t‐ and c‐beads, which are rich in trans and cis isomers, respectively. Simulations combine deterministic (molecular dynamics) and stochastic (random‐type switching) parts. The ratio between the characteristic times for photoinduced reorientation and for orientation relaxation is tuned to be of the order found in experiments. The essential features of the phenomenon: 1) the existence of a stationary state, and 2) anisotropic distribution of the orientations of t‐beads (orientation hole‐burning effect), are reproduced. We study population dynamics of c‐beads and the strength of the orientation hole burning, depending on the illumination wavelength and its intensity. The form of the reorientation potential of the mean force acting on the t‐beads is analyzed and its use is validated.     

一种新型表面活性剂的表面活性的研究

采用表面张力法确定了新型表面活性剂3-对壬基苯氧基-2-羟丙基三甲基溴化 铵的临界胶束浓度(cmc)，并考察了盐度、温度和pH值对其cmc的影响。结果表明， 此种表面活性剂的表面活性较高，盐度对其cmc影响最大，其次是pH值，温度对其 cmc的影响较为复杂。理论计算结果表明，采用热力学函数可较好地解释试验结果 。     

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。     

Synthesis and Properties of a New Piperazine-Based Bicaudate Gemini Surfactant

A novel bicaudate gemini surfactant was synthesized with anhydrous piperazine, chloride- bian, and 1-bromo dodecane as raw materials. Its structure was verified by infrared and ¹H NMR. The surface active properties of the bicaudate gemini surfactant in water were measured at 55°C. Its critical micelle concentration (cmc) and γ cmc was 0.50 mmol · L^?1 and 28.95 mN · m^?1, respectively. Results indicate that there was not a remarkable difference in γ_cmc values between the synthesized bicaudate surfactant and conventional gemini surfactant N,N′–bis (dodecyl dimethyl ammonium bromide)-3-oxa-1,5-pentadiammonium. The sterilizing antimicrobial performance of the bicaudate gemini surfactant was examined. The bicaudate gemini surfactant show excellent inhibition against 18 types of bacteria compared with conventional monomeric surfactant and gemini surfactant at concentrations of 50 mg/L.     

Different Distributions of Counterions in the Surface Layer of Cationic Surfactant Solutions

We have separately determined the surface tension of pure aqueous solutions of cetyltrimethylammonium chloride and cetyltrimethylammonium bromide and their surface potentials by a Kelvin probe system. With the help of Gibbs equation, the surface excess has been determined through approximating the chemical activity of the surfactant by their dilute bulk concentration. In the following, the surface potential—surface excess isotherms were established. Those potential isotherms evidence that cetyltrimethylammonium chloride solution has a higher value compared to that of cetyltrimethylammonium bromide under equal surface excess. This phenomenon is supposed to be owed to the different distributions of chloride and bromide ions within the adsorption layer of the solutions, which can be attributed to the different properties of those two anions.     

一种新型有机硅表面活性剂提高药液润湿性能的研究

研究了w(阿维菌素)=3%微乳剂,w(仲丁威)=15%微乳剂稀释液在一种含葡萄糖酰胺基的有机硅表面活性剂存在时的表面张力和接触角。对于阿维菌素微乳剂稀释液,当有机硅表面活性剂质量分数由0增加到0.0014%时,表面张力由32.4mN/m迅速降低到20.4mN/m。对于仲丁威微乳剂稀释液,当有机硅表面活性剂质量分数由0增加到0.014%时,表面张力由30.4 mN/m迅速降低到22.1mN/m,之后继续增加有机硅表面活性剂质量分数,表面张力基本不变。阿维菌素微乳剂稀释液接触小麦叶面瞬间的接触角(95°),比在梨树叶面的接触角(64°)高。稀释液在植物叶面的接触角随时间的推移和有机硅表面活性剂质量分数的增加而减小,并且稀释液在梨树叶面比小麦叶面润湿铺展快得多。     

新型羧酸盐阴离子Gemini表面活性剂的合成及其表面活性

以丙二酸二乙酯为原料,与溴代正癸烷经单边取代反应制得2-癸基丙二酸二乙酯(1); 1与1,3-二溴丙烷发生双边取代反应制得四乙基二十五烷-11,11,15,15-四羧酸酯（2）; 2依次发生皂化、酸化及脱酸反应制得2,6-二癸基庚二酸（4）; 4和NaOH经酸碱中和反应合成了一种新型羧酸盐阴离子Gemini表面活性剂---2,6-二癸基庚二酸钠(5),总收率46.7%,其结构经¹H NMR,IR和MS表征。采用表面张力法研究了5的表面活性。结果表明：5具有较强的聚集能力和界面吸附能力,其cmc, γ_{c mc}, C₂₀, Γ_max和Amin分别为0.29 mmol·L^-1, 31.96 mN·m-¹, 5.640 μmol· m^-2和0.295 nm²。