表面活性劑界面行為和構效關系研究.pdf

1、本論文將分子模擬技術有效地運用于復配表面活性劑的界面性質(zhì)研究，分別應用耗散顆粒動力學模擬(DPD)和分子動力學模擬(MD)研究了有無機鹽存在下復配表面活性劑分子在油水和氣液界面以及體相中的分子行為，并通過實驗手段測定溶液的界面張力和泡沫穩(wěn)定性，將模擬與實驗對照，從分子水平獲得復配表面活性劑在界面上的排布信息，揭示表面活性劑的加和增效機制，并探索無機鹽離子對復配表面活性劑在油水和氣液界面上相互作用的影響，為復配表面活性劑體系的配方設計和應

2、用提供理論指導。
　　本論文分為三個部分:
　　第一部分主要研究了陰離子型表面活性劑十二烷基硫酸鈉與陰陽兩性表面活性劑月桂酰胺基丙基甜菜堿在氣液和油水界面的復配協(xié)同作用，將分子模擬與實驗相結(jié)合，研究了溫度、無機鹽和復配比例對兩種表面活性劑的復配效能的影響。結(jié)果表明二者存在復配增效作用，復配體系的界面活性極大地優(yōu)于單一體系，且該復配增效作用在有Ca2+和Mg2+時得到進一步加強，因此適合在高鹽條件下應用。表面活性劑在油水和氣液

3、界面的分子行為很相似。在含有Ca2+或Mg2+時，SDS與Betaine復配比例為4∶6時加合增效作用較好。采用分子動力學(MD)模擬方法描述高鹽條件下SDS和Betaine在氣液和油水界面上的分子排布行為，發(fā)現(xiàn)Ca2+和Mg2+與表面活性劑極性基發(fā)生相互作用，改變了界面層表面活性劑分子的排布狀態(tài)，從而影響了性能;在海水為介質(zhì)的情況下，Ca2+和Mg2+共存，Mg2+的影響占主導。
　　第二部分主要研究了陰非兩性表面活性劑脂肪醇聚

4、氧乙烯醚硫酸鈉AES分別與陰陽兩性表面活性劑羧基甜菜堿和磺基甜菜堿的復配增效作用，探討了AES分別與羧基甜菜堿和磺基甜菜堿復配體系的油水界面活性和泡沫穩(wěn)定性，考察了無機鹽和復配比例對體系界面活性的影響，發(fā)現(xiàn)AES與兩種甜菜堿均具有一定的復配協(xié)同作用，復配體系的界面活性優(yōu)于單一體系。海水較單獨無機鹽體系的泡沫穩(wěn)定性差。AES和羧基Betaine在質(zhì)量比為7∶3～1∶9范圍內(nèi)界面活性較好，而AES和DSB在8∶2～3∶7的比例范圍內(nèi)界面活性

5、較好。在AES和羧基Betaine復配體系中，由于COO-和Ca2+相互作用較強，導致SO4-周圍5(A)范圍內(nèi)幾乎沒有Ca2+的分布;而在AES和DSB的復配體系中，由于Ca2+與SO4-和SO3-頭基作用均較強導致SO4-周圍沒有Mg2+的分布。
　　第三部分主要運用了耗散顆粒動力學模擬和分子動力學模擬研究了以不同香精油為油相時SDS和Betaine單一和復配體系的界面行為和體相行為，對比了不同香精油被乳化分散的程度，結(jié)果表明

6、復配體系中Betaine的加入使得SDS在界面上的排布更加有序，界面活性提高，隨著SDS含量的增加，香精油被分散得更好。本論文的主要創(chuàng)新點:
　　1.將分子模擬與實驗手段相結(jié)合，從分子水平考察復配表面活性劑在油水和氣液界面的排布行為，揭示了分子行為和相互作用對界面活性和泡沫穩(wěn)定性的影響機制;
　　2.重點探討了多價無機陽離子對表面活性劑界面吸附行為和復配協(xié)同加合增效作用的影響，得到了海水為介質(zhì)條件下界面性能較好的體系;