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表面活性剂由于具有润湿、渗透与防水、乳化与破乳、起泡与消泡、分散与絮凝、洗涤、抗静电、润滑和加溶等一系列独特的应用性能,对改进生产工艺、提高产品质量、节约能源、降低成本、提高生产率、增加附加值等方面发挥了巨大作用,素有“工业味精”之美称。泡沫和乳状液在许多工业、农业、生物、制药和家庭应用方面均有着重要的作用,它们最重要的特征是其稳定性。界(表)面膜的性质直接决定了乳状液和泡沫的稳定性,而扩张流变粘弹性质又是气/液和液/液界面重要性质之一,它反映界(表)面膜抗形变的能力。与界(表)面剪切粘弹性相比,实验和理论的研究都证明,扩张性质比剪切性质的参数大几个数量级。因此,扩张流变性质的研究对乳状液和泡沫的稳定性有十分重要的意义。界(表)面膜扩张流变粘弹性质的微观基础是界(表)面上存在弛豫过程,因此通过对界(表)面扩张粘弹性的研究,可以得到界(表)面微观过程的信息。近三十多年来人们已经提出了一系列理论模型来阐述这些弛豫过程,但是,迄今为止人们对气/液和液/液界面单分子膜的二维粘弹性的研究还不够,对同一种膜用不同的方法得到的粘弹性数据往往存在较大的差别,理论上也没有比较统一的认识,只是对一定频率范围下的结果进行定性推测或模型描述。因此,提高已有测量技术的准确度、普适度和发展适用于二维膜的粘弹性理论都将是单分子膜粘弹性研究的重要课题。本论文主要是采用LANGMUIR槽法,利用华东师范大学水环境和界面科学研究中心监制,并由上海中晨数字技术设备有限公司生产的JMP2000A型界面膨胀流变仪,通过对不同类型表面活性剂(阴离子型表面活性物质2-萘磺酸钠和乙基萘磺酸钠,非离子型表面活性剂TritonX-100,两性表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱,阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及一系列的复配体系等)采用小幅低频振荡法、匀速直线运动法和界(表)面张力松弛张力法对其界(表)面膜的扩张流变粘弹行为进行研究,以获得这些体系的扩张模量|ε|、扩张弹性ε_d、扩张粘度η_d、扩张模量的相角θ、弛豫过程的振幅和特征弛豫时间等扩张流变粘弹参数以及温度、表面活性物质浓度、无机盐浓度和pH值等因素对这些参数的影响。实验结果表明:(1) 2-萘磺酸钠、煤油/水、乙基萘磺酸钠、TritonX-100、TritonX-100/CTAB、椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB-30)、CAB-30/TritonX-100和CAB-30/CTAB体系界(表)面膜的扩张模量|ε|、扩张弹性ε_d、扩张粘度η_d、扩张模量的相角θ随着扩张频率的变化呈现规律性的变化。(2)表面活性物质的浓度对扩张流变过程影响很大:扩张模量随着它们浓度的增加扩张模量先增大后减小,有最大值;滞后环面积随着浓度的增加而增大;对弛豫过程和特征弛豫时间有影响。(3)温度对各个体系的每个参数都有强烈影响。扩张模量、扩张粘度和扩张弹性都随着温度的升高而降低;不同体系的扩张相角随着温度的变化出现不同情况,但在本实验温度范围里(15~35℃)对CAB-30匀速直线运动所得到的滞后环面积影响不是很大。(4)无机盐NaCl对不同表面活性剂影响不同:阴离子表面活性剂的扩张模量随着NaCl浓度的增大先增大后减小;非离子表面活性剂随着NaCl浓度的增大变化不大;两性表面活性剂随着NaCl浓度的增大先减小后增大。(5) pH值对TritonX-100溶液和CAB-30溶液的表面膜的扩张参数有影响:过酸或过碱都使扩张模量降低。(6)气/液和液/液界面的2-萘磺酸钠和乙基萘磺酸钠及煤油/水的研究结果说明,乙基萘磺酸钠的粘弹性要好些,这可能与物质的结构有关,乙基支链导致了它们流变性质的不同。并且液/液界面比气/液界面的数据稳定,受到外界干扰小;同时液/液界面中可能存在“缔合物质”,对2-萘磺酸钠和乙基萘磺酸钠的扩散过程影响比较复杂。(7)对同一种体系采用小幅低频振荡法、匀速直线运动法和界(表)面张力松弛张力法,所得到的结果是一致的。(8)复配体系要比单一体系有更好的扩张粘弹性质。