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最近几年,响应型和功能型蠕虫状胶束借助于自身特殊的功能性和可逆可控的粘弹性在学术界吸引了非常多的关注,其独特的微观结构和响应机理受到了不少学者的研究。在众多的响应型和功能型蠕虫状胶束当中,CO2响应型蠕虫状胶束是绿色环保的,并且具有生物相容性好、清洁可再生等优点,而具有磁性的蠕虫状胶束报道得较少,但其能够在外部磁场作用下进行磁迁移的性质使其有望成为一种用于油气田开发的新型压裂液。因此,本论文基于磁性表面活性剂和磁性颗粒,制备了三种具有磁性的CO2响应型蠕虫状胶束,并对其CO2响应行为和磁性特征展开了具体深入的研究。首先,以磁性表面活性剂(CTAFe)、水杨酸钠(NaSal)和N,N-二甲基环己胺(DMCHA)复配制备了一种具有弱磁性的CO2响应型蠕虫状胶束体系,并利用流变仪、电导率仪、pH计、振动样品磁强计(VSM)、冷冻透射电镜(Cryo-TEM)等仪器对其CO2响应机理和磁性特征进行了系统的研究。研究表明,CTAFe和NaSal由于自组装作用可以形成紫色的粘弹性蠕虫状胶束,加入DMCHA会进入到蠕虫状胶束的疏水核心,从而使蠕虫状胶束结构破裂,体系转变成低粘度的水样溶液,粘度仅有0.327 Pa·s。随着CO2的通入,体系的pH逐渐下降,DMCHA被质子化成DMCHA-H+并从蠕虫状胶束内部逸出,CTAFe和NaSal分子之间的自组装作用重新获得,由此返回到粘弹性的蠕虫状胶束状态,粘度上升为53.22 Pa-s,增大了两个数量级。在通入N2并加热以排出CO2之后,该体系又变成低粘度的水样溶液,其具有的CO2响应行为能够可逆重复。由VSM测试和宏观磁铁吸引等方法可以得出该蠕虫状胶束还具有微弱的磁性。其次,以表面包裹有聚乙二醇-6000的Fe3O4磁性颗粒(PEGylated Fe304)作为磁性组分,使用阳离子表面活性剂(CTAB)和NaSal构成蠕虫状胶束主体,并与CO2响应型叔胺N,N-二甲基环己胺(DMCHA)和N,N-二甲基苄基胺(BDMA)复配制备了两种具有强磁性的CO2响应型蠕虫状胶束,通过研究叔胺和PEGylated Fe3O4的浓度对体系粘度以及稳定性的关系,并利用流变仪、电导率仪、pH计、VSM、Cryo-TEM等仪器对其CO2响应机理和磁性特征进行了系统的研究,得出结论:随着叔胺浓度的增大,体系的粘度降低,直到发生相分离,通入CO2前,PEGylated Fe3O4-CTAB-NaSal-DMCHA和PEGylated Fe3O4-CTAB-NaSal-BDMA溶液均为低粘度的水样溶液,零剪切粘度(η0)仅有0.11 Pa·s和0.36 Pa·s。在通入CO2光段时间后,两体系均变为黑棕色的蠕虫状胶束流体,n0分别增大到89.12 Pa·s和96.35 Pa·s,并且显示出剪切稀化,在通入N2并加热以排出CO2之后,两个体系又转变成初始的低粘度水状溶液状态,证实了两体系具有良好的CO2响应循环性。由于PEGylated Fe3O4的存在,由VSM测试和宏观磁铁吸引证明了两种蠕虫状胶束体系还具有较强的磁性,能够在外部磁场的作用下发生磁迁移。