论文部分内容阅读
环境响应的表面活性剂在溶液中丰富的吸附和聚集行为可以通过改变外界因素如：光、磁、电、pH、温度等手段来调节控制。这些可调控的表面活性以及聚集行为等性质在新型材料设计、药物控制释放、DNA控制、环境治理等许多领域有着重要的应用价值,因而引起人们的广泛关注。制备开发新型的环境敏感的表面活性剂,以及对这些分子间弱的相互作用机理的研究和认识已经成为领域内研究的热点。本文合成制备了一系列具有pH响应性质的单疏水尾链、双亲水头基的单链N-烷基胺类表面活性剂(CnNmN n=8,10,12,14,16; m=2,3,4)。通过表面张力、静态光散射(SLS)、动态光散射(DLS)、流变、冷冻电镜(cryo-TEM)等手段对这一系列表面活性剂在水溶液中的吸附和聚集行为进行了系统的研究。由于在不同pH值下双胺亲水头基的质子态形式不同,CnNmN的吸附和聚集行为性质表现出很大的差异。这一系列表面活性剂的聚集体有pH诱导胶束向囊泡转变的性质。有趣的是,在一定pH值范围内形成了棒状胶束的C10N2N、C12N2N、C14N2N、C12N3N、C12N4N的溶液中还具有温度诱导棒状胶束向囊泡转变的性质。而且实验中发现了电解质诱导的胶束向囊泡转变现象。CnNmN系列化合物降低油/水界面张力的研究结果表明,当表面活性剂分子疏水尾链达到10-12个碳氢链长度时,其降低油/水界面张力的能力最强。其中C12N3N可以到达10-3mN/m的超低界面张力。温度影响的实验结果也表明,C12N3N能适应地层中复杂的高温环境。相关研究结果表明C12N3N在表面活性剂驱的三次采油中具有良好的应用前景。