论文部分内容阅读
Gemini表面活性剂具有独特的分子结构和新颖的自组织性能,它们在水溶液中形成的有序分子聚集体得到了人们的广泛关注。除了表面活性剂自身的分子结构外,溶剂本身的性质也对表面活性剂的自组织行为有着重要的影响。离子液体是一种绿色溶剂,具有液态范围广、热稳定性好以及离子电导率高等优点。通过对Gemini表面活性剂在离子液体中自组织行为的研究,可以促进人们对Gemini表面活性剂自组织规律的认识,并拓展其应用领域。本文着重研究了头基结构规律变化和修饰以羟基的季铵盐型Gemini表面活性剂在质子型离子液体硝酸乙铵(EAN)中的表面活性、溶致液晶和微乳液性质,主要研究内容如下:(1)利用平衡表面张力仪、红外光谱仪(FT-IR)等实验手段研究了三种Gemini表面活性剂12-3-12,12(2Et)-3-12(2Et),12(2OH)-3-12(2OH)和对应的单长链表面活性剂DTAB,DTEAB,DTHAB在EAN中的表面活性。结果表明,头基结构的微小变化对表面活性剂在离子液体中的表面活性有着重要影响;头基区羟基官能团所产生的分子间氢键作用明显促进了表面活性剂的吸附和聚集,即使在较高温度下也能体现出羟基的作用。(2)通过差示扫描量热仪(DSC)、X-射线衍射仪(XRD)、热台偏光显微镜(POM)和红外光谱仪等手段研究了Gemini表面活性剂在EAN中构筑的溶致液晶体系(Lyotropic Liquid Crystal,LLc)的性质。结果表明,在液晶区内,所形成的溶致液晶均为层状介晶A相(Sm A)且EAN主要存在于液晶相分子层的极性亚层中;液晶相稳定存在的温度区间随Gemini表面活性剂的浓度、尾链长度的增加而变大,随联接链的增加表现出先增大再减小的趋势;羟基削弱了离子头基与反离子间的相互作用,进而缩小了液晶相稳定存在的温度区间。(3)考察了EAN在含有12-3-12和12-3(OH)-12的离子液体微乳液体系中的增溶量,在此基础上,用电导法划分出IL/O型微乳液的微观区域。动态光散射(DLS)实验进一步证实了微乳液的形成,并探讨了粒径与温度的关系。结果表明,离子液体微乳液表现出较高的热稳定性,含12-3-12的微乳液单相区区域比12-3(OH)-12的大;微乳液的粒径与表面活性剂的绝对浓度无关,与EAN和表面活性剂的摩尔比(R)成正比,且随温度的升高线性递增;氢键作用使得微乳液粒径减小,并且削弱了温度对微乳液粒径的影响程度。