论文部分内容阅读
本文利用衣康酸单十四醇酯(C14)分别与二元胺（乙二胺、丁二胺、己二胺、辛二胺）反应,合成具有不同连接基长度的pH刺激响应型C14-Nm-C14类双子（Gemini-like）表面活性剂(C14-N2-C14、C14-N4-C14、C14-N6-C14和C14-N8-C14),以及通过酸碱中和制得相应单子表面活性剂C14-ONa。测量了C14-Nm-C14体系的Krafft点、表面张力、HLB值、钙皂分散力、泡沫性能与乳化能力等物化性能;研究了连接链长度、pH、无机盐对该体系的临界胶束浓度（CMC）和表面张力的影响;并对C14-Nm-C14表面活性剂与C14-ONa单子表面活性剂的性能作了比较,表明类双子表面活性剂在提高表面活性方面确实比单子表面活性剂有优势。除此之外,还用TEM对低浓度下的C14-Nm-C14聚集形态进行观察,结合DLS测试得出的粒径分布,确认C14-Nm-C14系列类表面活性剂在低浓度条件下容易形成囊泡结构,并且囊泡的大小和形貌会受pH影响而改变,结合pH滴定法找到质子化分布关系图,并分析聚集体的形成机理。考察了pH和连接链长度对C14-Nm-C14流变行为的影响。稳态流变结果表明:在原始溶液中,样品表现出牛顿流体行为;滴加NaOH溶液,显示剪切稀化行为,这是蠕虫状胶束存在的典型特征;当pH值继续增加,粘度逐渐降低,蠕虫状胶束破裂。动态流变结果:Cole-Cole图进一步证实了溶液中蠕虫胶束的存在。循环滴加HCl溶液或NaOH溶液调节溶液pH,可逆地改变流变性质,表现为凝胶状和水溶液之间的状态切换。连接链长度对于构筑蠕虫状胶束有重要影响,在C14-Nm-C14体系中,C14-N4-C14拥有最好的弹性和最宽的弹性范围,而C14-N6-C14拥有最宽的pH刺激响应范围,C14-N6-C14的粘弹性行为略优于C14-N8-C14。C14-N2-C14的粘弹性行为响应是最不明显的,并且pH适应范围最短。结合不同pH值下质子化程度曲线和1H NMR,提出了C14-Nm-C14的pH响应机制,并通过DPD介观模拟证实。pH可调控作用归因于不同pH值下二胺与C14羧基的质子化程度不同和非共价键的相互作用,当pH足够高时,类双子表面活性剂C14-N6-C14可以变成单子表面活性剂C14-ONa,溶液中的蠕虫状胶束的形成是“双子”和“单子”共同作用所致,而当类双子表面活性剂完全转化成单子表面活性剂,蠕虫状胶束被破坏。P指数理论表明不仅碱性环境,连接链碳原子数在蠕虫状胶束自组装中也起到了重要作用。DPD模拟结果与实验结果相互吻合,揭示了在长链酸和短链胺混合体系中蠕虫状胶束的形成和破坏过程。