全氟丁基磺酸钠与辛基三乙基溴化铵的相互作用

通过测定辛基三乙基溴化铵(C8H17N(CH2CH3)3Br,C8NE)与全氟丁基磺酸钠(C4F9SO3Na,C4F)组成的不同混合比的碳氢-碳氟正负离子表面活性剂混合体系的表面张力,得到不同摩尔比时C8NEC4F体系的临界胶束浓度(cmc)、cmc处的表面张力(γcmc)、总饱和吸附量、不同表面张力时表面吸附层的组成,利用Gibbs-Duhem方程求得cmc处的胶团组成。 采用规则溶液理论计算了胶团中分子间相互作用参数(βm),并求得cmc以上的胶团组成。 实验表明,C8NEC4F复配体系的cmc远远小于单体系的cmc,这也体现在该体系的βm负值很大,胶团内分子相互作用很强。 但是C4F与C8NE复配后γcmc较C4F单体系的变化幅度不是特别大(γcmc降低2~4 mN/m),这是由于C8NEC4F碳链的不对称性导致部分C8NE的碳链在溶液表面弯曲而覆盖了C4F端基CF3基团。 表面吸附层中氟表面活性剂相对于本体溶液是富集的,即使对于C8NE大大过量的体系,表面吸附层组成也在等摩尔附近;对于C4F过量的体系,C4F在表面吸附层中的比例比溶液中的略高。 随着表面张力的降低,表面吸附层的组成相对更偏向于氟表面活性剂。 cmc处的胶团组成随着体系中C4F含量的增大偏向于形成显著富含C4F的胶团,对于C8NE大大过量的体系,胶团组成接近等摩尔。 cmc之后的胶团组成接近等摩尔,主要归因于此时静电相互作用占主导,这和溶液配制过程中发现复配体系超过cmc一定浓度后就易生成沉淀的现象是相符的。