不對(duì)稱(chēng)雙子表面活性劑的性質(zhì)研究及其應(yīng)用.pdf

1、本論文分析了一系列雙子表面活性劑CmOhpNCn在不同條件下物化性質(zhì)（CMC、Krafft溫度等）的變化規(guī)律并建立了CmOhpNCn的分子結(jié)構(gòu)-物化性質(zhì)-分子聚集形態(tài)三者之間的聯(lián)系。同時(shí)，通過(guò)研究不同溫度下CmOhpNCn/離子液體體系中表面活性劑分子的排列特征以獲得CmOhpNCn分子結(jié)構(gòu)與溶液體系液晶行為的相關(guān)規(guī)律。相關(guān)的結(jié)論有助于新型雙子表面活性劑的分子構(gòu)建及其應(yīng)用。具體的研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、研究了一系列雜雙子表面活性劑

2、N，N-二甲基-N-[3-烷氧基-2-羥丙基]-溴化烷基胺（CmOhpNCn，m，n=10，8；10，14；12，8；12，10；12，12；12，14；14，8和14，10）在水溶液中的物化性質(zhì)。電導(dǎo)率測(cè)試的結(jié)果顯示Krafft溫度主要與分子中的碳原子數(shù)目有關(guān)，而CMC值則同時(shí)受到碳鏈長(zhǎng)度、不對(duì)稱(chēng)度以及分子間氫鍵作用的影響。一些偏差較大的數(shù)值可能與相對(duì)較長(zhǎng)的烷基鏈n所導(dǎo)致的低溶解度有關(guān)。表面張力法的測(cè)試結(jié)果表明，雖然CmOhpNCn分

3、子的疏水作用更強(qiáng)，但其分子間應(yīng)有的緊密排列受到了分子間氫鍵作用的影響而呈現(xiàn)松散排列，同時(shí)分子間弱的靜電排斥進(jìn)一步加強(qiáng)了這種作用。
　　2、研究了不同條件下CmOhpNCn（m，n=10，8；12，8和14，8）在水溶液中的聚集形態(tài)。通過(guò)穩(wěn)態(tài)剪切、頻率掃描流變測(cè)試以及動(dòng)態(tài)光散射等手段研究了CmOhpNCn溶液體系中分子結(jié)構(gòu)、濃度和溫度對(duì)膠束形態(tài)的影響，并建立了它們之間的相互聯(lián)系。動(dòng)態(tài)流變測(cè)試結(jié)果和冷凍透射電鏡（cryo-TEM）揭示

4、了受多種因素影響下的CmOhpNC8的聚集形態(tài)。當(dāng) m值增加時(shí)，分子強(qiáng)的疏水性和分子間氫鍵作用有利于長(zhǎng)棒狀或蠕蟲(chóng)狀膠束的形成。濃度對(duì)表面活性劑分子聚集形態(tài)的影響與m值類(lèi)似，但濃度的增加更容易導(dǎo)致膠束節(jié)點(diǎn)的形成。通過(guò)動(dòng)態(tài)光散射（DLS）測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)溫度的升高會(huì)導(dǎo)致膠束節(jié)點(diǎn)的增加和分子間氫鍵作用的減弱，從而導(dǎo)致C14OhpNC8溶液粘度的下降。高濃度下的C14OhpNC8溶液在Krafft溫度以下也可形成膠束，但其膠束形態(tài)似乎更容易受到溫度

5、的影響。此外，在某一臨界濃度范圍內(nèi)，分子間氫鍵作用和弱靜電排斥作用促使了CmOhpNC8溶液中松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成。
　　3、研究了CmOhpNCn（m+n=24，m=16，14，12）在離子液體1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（[OMIm]PF6）中的自組裝結(jié)構(gòu)及溶致液晶行為。流變性能測(cè)試結(jié)果表明高濃度下的溶液體系中并不存在棒狀或是蠕蟲(chóng)狀膠束。偏光顯微鏡以及小角X射線(xiàn)散射（SAXS）結(jié)果表明不同條件下溶液體系中存在六方相、層狀相或

6、雙連續(xù)立方相，且CmOhpNCn/[OMIm]PF6體系液晶行為的穩(wěn)定性依賴(lài)于規(guī)整的分子排列和穩(wěn)定的分子間作用力。CmOhpNCn分子不對(duì)稱(chēng)度的增大會(huì)導(dǎo)致分子排列規(guī)整度下降，相應(yīng)的偏光特性會(huì)減弱甚至消失。而溫度的升高則會(huì)破壞驅(qū)動(dòng)液晶形成的分子間氫鍵等作用力，體系中的相態(tài)會(huì)隨之發(fā)生改變，由單一相態(tài)（層狀相或六方相）逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌舷嘀敝磷優(yōu)榫坏母飨蛲匀芤骸?br>　　上述研究結(jié)論可望用于新型雙子表面活性劑分子的構(gòu)建、特定性質(zhì)雙子表面活性