论文部分内容阅读
正/负离子表面活性剂之间具有很强的相互作用，混合体系水溶液的相行为复杂，相关研究一直受到高度重视。Gemini表面活性剂是一种分子结构新颖的新型表面活性剂，表现出很多奇异的特性。由于目前对Gemini表面活性剂的自组织规律认识还很肤浅，大多研究仍集中在单组分特性上，很少涉及含Gemini成分的正/负离子表面活性剂混合体系。本论文在国家自然科学基金（批准号：20173010）和福建省自然科学基金（批准号：E0110012）的资助下，研究季铵盐Gemini表面活性剂（C12-s-C12(2Br，s＝2，3，4，6）和十二烷基硫酸钠（SDS）混合体系的相行为、胶团化及流变特性。主要工作和实验结果如下：1）确定了C12-s-C12(2Br（s＝2，3，4，6）/ SDS混合体系的相图。相图中普遍存在三个浓度区：低浓度均相澄清区，中浓度的复相浑浊区，高浓度均相澄清区。由于C12-s-C12(2Br/SDS之间的强烈相互作用，多数混合体系在低浓度澄清区内尚未达到cmcT时即产生沉淀，尤其以体相中二者摩尔比为2:1时（等电荷比）形成的沉淀量最多。低浓度均相澄清区中，C12-s-C12(2Br过量时形成均相溶液的能力高于SDS过量区，因而可形成混合胶团的区间出现在s=3（过量）/ SDS区和小部分的SDS（过量）区，尤其是s=3（奇数）时的相图明显不同于s=2，4，6（偶数）的相图，前者在较高浓度下仍然澄清。2）通过大量实验探索，优化了瞬态荧光猝灭技术测定混合胶团聚集数和荧光偏振技术测定混合胶团内核微粘度的实验方法和数据处理程序，奠定了课题研究的基础。3）论证了依据规则溶液理论处理二元表面活性剂非理想性混合的方法也同样适用于含Gemini成分的混合表面活性剂体系，并计算了C12-s-C12(2Br/SDS混合胶团的组成XMi和组分间的相互作用参数(M。4）研究了C12-3-C12(2Br/SDS混合胶团化行为。当添加SDS到C12-3-C12(2Br水溶<WP=4>液中（SDS的体相摩尔分数(SDS = 0.1(0.2），二者生成混合胶团，其I1/I3值与普通表面活性剂胶团的I1/I3值相近，说明混合胶团的结构类似于通常的表面活性剂胶团。各(M值在(13.6 ~ (19.2，证实二者存在较强的协同效应。当混合体系总浓度保持CT不变，随着(SDS增大，混合胶团的总临界胶团浓度cmcT逐渐减小。混合胶团中SDS所占比例XMSDS由0.280增至0.373，总聚集数NT逐渐增大，流体力学半径R(和特性粘度[(]逐渐减小，表明混合胶团趋于密实，胶团内核微粘度(M数值证实了这一点。当(SDS保持不变，首次观察到在cmcT之后I1/I3值随CT呈现S型上升的现象。随CT增大，NT、[(]、(M以及混合胶团的平均有效水化比容体积V都逐渐增大至最大值，说明I1/I3的S型上升应是混合胶团逐渐增大并更加密实所致。溶液粘度(陡然增大的临界浓度与I1/I3值的转折点相吻合支持了上述解释。5）在较高浓度的C12-3-C12(2Br/SDS混合胶团水溶液中，当剪切速率r=0~2000 s(1时，CT直至200 mmol?L(1都表现为牛顿流体。在远大于cmcT的浓度区间，随CT增大，体系由正触变性转变为负触变性。6）研究了C12-6-C12(2Br/SDS混合胶团化行为。当添加C12-6-C12(2Br到SDS 水溶液中，二者生成了混合胶团，(M= (33.3。cmcT分别是单一表面活性剂cmc的几十分之一到几百分之一。随着(12-6-12增大，cmcT进一步减小，NT逐渐增大，XM12-6-12接近0.5并基本不随(12-6-12改变。