表面活性离子液体由于集成了表面活性剂和离子液体的优点,在酶催化、润滑剂、传热介质和气体存储等众多领域中具有潜在应用价值。目前,对表面活性离子液体的研究大多集中在带有长链饱和烷烃的咪唑基和吡啶基离子液体上。但是,此类离子液体普遍表面活性较差且熔点较高,大大限制了其应用范围。因此,如何合成出新型的具有高表面活性、强聚集能力且低熔点的离子液体成为胶体与界面化学领域一项具有挑战性和重要性的课题。该课题的研究对表面活性离子液体新品种的开发及应用领域的拓展具有重要的意义。本论文以短链的氨基有机硅氧烷与低碳有机酸通过酸碱中和法制备出了-系列结构新颖的表面活性有机硅室温离子液体。并考察了不同的取代基链长度、有机硅氧烷类型、反离子烷基链长度及反离子数对有机硅氧烷室温离子液体在水溶液中的表面活性及聚集行为的影响。论文主要包括以下几方面的内容：第一部分,简要总结了有机硅表面活性剂的性质及其在水溶液中的聚集行为；介绍了离子液体的发展、性质及应用,并对表面活性离子液体近年来研究进展进行了重点介绍；最后,对本论文的选题意义及主要研究内容进行了阐述。第二部分,设计、合成了三种单氨基三硅氧烷表面活性室温离子液体[Si(3)N-CA(n) n=1,2,3],并通过红外、核磁共振及元素分析对其结构进行了表征。采用表面张力、电导率对其在水溶液中的界面吸附行为进行了研究,结果显示,相比传统的咪唑基和吡啶基离子液体,这三种表面活性离子液体均具有较高的表面活性,能够把水的表面张力降低至20 mN/m左右。通过动态光散射、负染色透射电镜及超低温电镜对其在水溶液中的聚集行为进行了研究,发现这三种离子液体在浓度超过临界聚集浓度(CAC)后,在水溶液中形成了多室囊泡,且囊泡的数量随着反离子链长的增长而增多。此外,通过堆积参数理论对体系中囊泡形成的机理进行了解释。第三部分,通过改变取代基链长度合成了三种1：1型双氨基三硅氧烷表面活性室温离子液体[Si(3)N-CA(n)n=1,2,3],并通过红外、核磁共振及元素分析对其结构进行了表征。采用表面张力、电导率、负染色电镜和动态光散射对其在水溶液中的表面张力和聚集行为进行了详细考察。结果表明,取代基链长度对有机硅室温离子液体在水溶液中的界面吸附行为有一定的影响；三种表面活性离子液体的表面张力曲线上均出现了两个明显的拐点,意味着其在水溶液中有着丰富的聚集行为；通过对摩尔电导率曲线的进一步分析说明这三种离子液体在低浓度区均形成了离子对；其CAC值明显低于取代基较短的[Si(3)N-CA(n)n=1,2,3]；且该三种表面活性离子液体均能在水溶液中自发形成囊泡。第四部分,通过改变反离子数目合成了三种1：2型双氨基三硅氧烷表面活性室温离子液体[Si(3)N-2CA(n)n=1,2,3],并通过红外、核磁共振及元素分析对其结构进行了表征。对三种离子液体在不同温度的外观形貌照片进行了分析,结果表明随着三种离子液体反离子链长的增长,其熔点逐渐升高。采用表面张力、电导率及负染色电镜对其在水溶液中的界面吸附性质及聚集行为进行了测试。表面活性研究结果显示,反离子数目对有机硅室温离子液体在水溶液中的界面吸附行为有一定的影响,且反离子数目较多的表面活性离子液体的CAC值要低于反离子数目较少表面活性离子液体。聚集行为研究结果表明,与反离子数目较少的[Si(3)N-2CA(n) n=1,2,3]相比,其在水溶液中存在的聚集体形式更为丰富。Si(3)N(2)-2CA(1)和Si(3)N(2)-2CA(2)能够在水溶液中自聚集形成类球状聚集体,而Si(3)N(2)-2CA(3)在水溶液中则形成了非常规则的项链状聚集体；对于这三种离子液体,可以通过选择不同的反离子链长度来调控其在水溶液中的聚集体存在形式。第五部分,通过改变阳离子有机硅氧烷的类型合成了三种1：1型双氨基四硅氧烷表面活性离子液体[Si(4)N-CA(n)n=1,2,3],并通过红外、核磁共振及元素分析对其结构进行了表征。采用表面张力、电导率对其在水溶液中的界面吸附进行了研究,并获得了临界聚集浓度、临界聚集浓度时的表面张力等值。研究结果显示阳离子有机硅氧烷的类型对有机硅室温离子液体在水溶液中的界面吸附行为有一定的影响；该类表面活性离子液体在低浓度区形成了离子对,且与阳离子为三硅氧烷表面活性室温离子液体[Si(3)N-CA(n) n=1,2,3]相比,其具有较低的CAC值。通过动态光散射和透射电子显微镜对其在水溶液中的聚集行为进行了考察。结果显示,Si(4)N(2)-CA(1)能够在水溶液中自聚集形成类球状聚集体,而Si(4)N(2)-CA(2) 和 Si(4)N(2)-CA(3)能够在水溶液中自聚集形成囊泡,且囊泡进一步被染料包封实验所证实。与1：1型双氨基的三硅氧烷表面活性室温离子液体[Si(3)N(2)-CA(n)n=1,2,3]相比,其在水溶液中存在的聚集体形式更为丰富。第六部分,合成了三种1：2型双氨基四硅氧烷表面活性室温离子液体[Si(4)N(2)-2CA(n)n=1,2,3],并通过红外、核磁共振及元素分析对其结构进行了表征。采用表面张力、电导率对其在水溶液中的平衡态表面张力进行了研究。结果发现这三种表面活性离子液体均具有较高的表面活性,能够把水的表面张力降低至2OmN/m左右；与反离子数目较少的[Si(4)N(2)-CA(n) n=1,2,3]相比,该类表面活性离子液体的表面张力曲线上仅出现了一个拐点,没有在低浓度区形成离子对。采用泡压法动态表面张力仪对其在水溶液中的动态表面张力进行了测试,结果显示,随着反离子链长的增长,其在界面上达到平衡所需的时间越长,且该类离子液体在吸附后期为混合动力控制吸附。采用动态光散射和负染色电镜对其在水溶液中的聚集行为进行了研究,发现该类表面活性离子液体均能在水溶液中自发形成囊泡。