碳?xì)?碳氟與碳?xì)?硅表面活性劑混合水溶液聚集體研究.pdf

1、表面活性劑在溶液中可以自發(fā)聚集形成多種多樣的聚集體，如球狀、棒狀、碟狀、蠕蟲(chóng)狀膠束、囊泡和溶致液晶等。表面活性劑的諸多用途，如增溶、乳化、微反應(yīng)器等都與表面活性劑聚集體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)密切相關(guān)。表面活性劑混合體系中形成的聚集體一直是表面活性劑研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，改變表面活性劑的組成或比例，就可以改變或調(diào)整聚集體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，表面活性劑混合體系在技術(shù)層面更有利用價(jià)值。 本文對(duì)不同鏈長(zhǎng)碳?xì)?碳氟表面活性劑的復(fù)配體系和非離子碳?xì)浔砻婊钚詣?氨

2、基改性聚硅氧烷(硅表面活性劑)復(fù)配體系在水溶液中聚集體的形成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。論文的具體內(nèi)容如下： 1.不同鏈長(zhǎng)碳?xì)?碳氟表面活性劑的復(fù)配體系研究1.1體系之一：C12DMAO/C7F15CF=CHCOOH(T=25.0 ±0.1℃)100 mM十二烷基二甲基氧化胺(C12DMAO)膠束溶液中加入高Krafft點(diǎn)的碳氟表面活性劑C7F15CF=CHCOOH，構(gòu)筑了碳?xì)?碳氟表面活性劑的復(fù)配體系，對(duì)混合水溶液的相行為、有

3、序聚集體的形成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。結(jié)果表明：混合液體系具有復(fù)雜的相行為，在碳氟表面活性劑濃度為50 mM時(shí)，形成粒徑呈多分散的單層囊泡相；低于該濃度，混合體系將經(jīng)歷由蠕蟲(chóng)狀膠束到單層囊泡相的轉(zhuǎn)變。相行為、流變性質(zhì)、DLS、Cryo-TEM、1H、19F NMR及IR等手段的研究表明：碳?xì)浔砻婊钚詣〤12DMAO與碳氟表面活性劑C7F1 5CF=CHCOOH形成陰/陽(yáng)離子對(duì)C12DMAOH+-OOCCH=CFC7F15，該結(jié)構(gòu)是

4、理解混合體系聚集體形成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)鍵。 1.2體系之二： C14DMAO/C7F15CF=CHCOOH(T=25.0 ±0.1℃)100mM十四烷基二甲基氧化胺(C14DMAO)溶液加入少量碳氟表面活性劑C7F15CF=CHCOOH，溶液中聚集體的大小和分散度就發(fā)生了明顯的改變。在碳氟表面活性劑濃度為10mM時(shí)，混合液體系為兩種尺寸分布的膠束溶液：當(dāng)碳氟表面活性劑濃度為50mM時(shí)，溶液中觀察到了兩種尺寸分布的囊泡相。該結(jié)果表

5、明雖然碳?xì)浔砻婊钚詣〤14DMAO與碳氟表面活性劑C7F15CF=CHCOOH形成陰陽(yáng)離子對(duì)C14DMAOH+-OOCCH=CFC7F15，但由于碳氟鏈與碳?xì)滏湹妮^弱的相互作用，混合液中形成了兩種組成分布的聚集體：一種以碳?xì)浔砻婊钚詣橹鳎捷^?。灰环N以碳氟表面活性劑為主，粒徑較大。這種互疏現(xiàn)象隨疏水鏈長(zhǎng)的增加、表面活性劑濃度的增加表現(xiàn)更為顯著。 1.3體系之三：C16DMAO/C7F15CF=CHCOOH體系 (T=60.0±0.1

6、℃)100 mM十六烷基二甲基氧化胺(C16DMAO)膠束溶液中(T=60.0±0.1℃)，加入10 mM碳氟表面活性劑C7F15CF=CHCOOH，相行為觀察表明混合液中形成了囊泡相。相對(duì)于短鏈的C12DMAO和C14DMAO而言，加入較少量的C7F15CF=CHCOOH就可誘導(dǎo)C16DMAO膠束向囊泡相的轉(zhuǎn)變，這說(shuō)明：隨著碳?xì)浔砻婊钚詣┩滴锾兼滈L(zhǎng)度的增加，分子堆積參數(shù)(P=V/al)增大，碳?xì)?碳氟表面活性劑混合體系更傾向于形成囊

7、泡相。 2非離子碳?xì)浔砻婊钚詣?氨基改性聚硅氧烷體系(T=25.0±0.1℃)10wt％聚氧乙烯-5異十三醇醚(iso-C13E5)多層囊泡相溶液或10wt％Iso-C13Es/C4E2(聚氧乙烯-2正丁醇醚)(1:1，重量百分比)碟狀膠束相溶液，加入不同量的(0-20wt％)氨基改性聚硅氧烷(即“氨基硅油”)。相行為研究表明：在一定濃度區(qū)域內(nèi)形成了無(wú)色透明氨基硅油微乳液。所形成微乳液的內(nèi)相為非離子表面活性劑和氨基改性聚硅氧烷形