无机盐和有机盐对表面活性剂及其复配体系聚集和吸附行为的影响

摘要

表面活性剂体系的盐效应一直以来都是科学研究的热点。电解质不仅会影响表面活性剂溶液的聚集行为和流变、摩擦学性质，还会影响他们在气液界面上和固液界面上的吸附（表面活性和润湿性质）。研究表面活性剂体系的盐效应，对于表面活性剂体系的理论研究和实际应用（例如，盐作为添加剂改善润湿配方的性能）都有重要意义。本论文主要从以下三个方面围绕盐对表面活性剂及其复配体系的聚集和吸附行为的影响展开详细的研究:
　　 1、亲水盐和疏水盐的加入，使得阴阳离子表面活性剂十四烷基三甲基氢氧化铵(TTAOH)和癸酸(DA)复配体系具有更加丰富的相行为。我们复配形成不同摩尔比的阴/阳离子表面活性剂TTAD混合溶液，并比较了在阳离子表面活性剂过量、无盐和阴离子表面活性剂过量三种情况下，小分子亲水盐和疏水盐的加入对体系聚集行为以及流变性质的影响。研究发现，当阳离子表面活性剂过量时，亲水盐的加入引起了体系从L1到水合两相再到L1相的转变。而当阴离子表面活性剂过量时，我们观察到了盐引起的可逆囊泡相转变。然而，通过流变学表征，我们发现低盐度下的囊泡相呈现出极高的粘弹性，而高盐度下的囊泡相的粘弹性要低得多。而且，我们还发现有两种组成和电荷密度不同的Lα相加盐时表现出的完全不同的相行为。阳离子表面活性剂过量的Lα相加盐时最终转变成L1相而阴离子表面活性剂过量的Lα相发生可逆相转变。在文章中我们还讨论了亲水盐和疏水盐对该体系的特异性影响并总结出了特异性的阳离子影响序列，这些结果对于进一步研究阴阳离子表面活性剂复配体系中的Hofmeister效应是十分有意义的。
　　 2、在本论文第三章的研究中，我们首次发现高盐可以诱导阴阳离子表面活性剂TTAOH/DA混合溶液以及单一的表面活性剂SDS和SDBS溶液的表面张力-浓度曲线上的极低值消失。而且，无论我们换用何种无机盐或者有机盐，这种极低值消失的现象都能够发生。我们对机理做出合理的推测，推断极低值产生的原因是杂质和表面活性剂在吸附层的弱相互作用——静电相互作用和范德华引力，其在高盐情况下被屏蔽，导致极低值消失。我们相信这些结果对于含盐的表面活性剂混合体系的研究是非常有意义的。
　　 3、本论文的第四章的出发点是在第二章的研究中发现两种组成和电荷密度不同的Lα相加盐时表现出的完全不同的相行为。我们在第四章中系统地研究了无盐阴阳离子表面活性剂TTAOH/DA复配的囊泡体系的表面电荷密度与囊泡形貌及其流变性质的关系。研究发现，随着电荷密度的增大，体系的弹性模量和屈服应力值均是先增大后减小。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 表面活性剂

1．2 表面活性剂的聚集理论

1．3 阴阳离子表面活性剂复配体系的聚集行为

1．4 盐对表面活性剂体系聚集行为的影响

1．5 表面活性剂在气液界面上的吸附

1．5．1 Gibbs吸附公式

1．5．2 表面吸附分子所占的平均面积的计算

1．5．3 饱和吸附量和吸附分子的极限面积

1．6 电解质对表面活性剂在气液界面吸附行为的影响

1．6．1 电解质对离子表面活性剂吸附行为的影响

1．6．2 电解质对非离子表面活性剂吸附行为的影响

1．7 盐对表面活性剂聚集和吸附行为的影响的研究技术

1．7．1 相行为的观察

1．7．2 偏光显微镜

1．7．3 透射电子显微镜

1．7．4 流变学研究

1．7．5 表面张力

1．8 本论文的研究内容、目的和意义

参考文献

第二章 亲水盐和疏水盐对阴／阳离子表面活性剂复配TTAOH／DA／H2O体系相行为和流变性质的影响

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验药品

2．2．2 无盐阴／阳离子表面活性剂体系相行为的研究

2．2．3 流变学研究

2．2．4 偏光显微镜观测

2．2．5 透射电子显微镜镜(TEM)观测

2．3 结果与讨论

2．3．1 TTAOH／DA／H2O相图的研究

2．3．2 L1相加盐

2．3．3 Lα／L1两相加亲水盐

2．3．4 不加盐和高盐状态的阴阳离子表面活性剂体系Lα相

2．3．5 两种组成和电荷密度不同的Lα相加盐时不同的相转变

2．3．6 其它亲水盐和疏水盐诱导的相转变

2．3．7 TTAOH／DA／H2O体系相转变中盐影响序列

2．4 本章小结

参考文献

第三章 一个普遍现象的重新认识——高盐诱导表面活性剂表面张力曲线上的极低值消失

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 化学药品

3．2．2 表面张力的测定

3．3 结果与讨论

3．3．1 表面活性剂溶液的表面张力曲线上的极低值现象

3．3．2 高盐诱导阴阳离子表面活性剂TTAOH／DA／H2O混合溶液以及单一的表面活性剂SDS和SDBS溶液的表面张力曲线上的极低值消失

3．3．3 极低值这一普遍现象的重新认识

3．3．4 表面活性剂在气液界面上吸附的特异性离子效应

3．4 本章小结

参考文献

第四章 表面电荷对阴阳离子表面活性剂囊泡体系聚集行为以及流变性质的影响

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 化学药品

4．2．2 相行为研究

4．2．3 偏光显微镜观察

4．2．4 低温透射电子显微镜观察(cryo-TEM)

4．2．5 流变学研究

4．3 实验结果

4．3．1 TTAOH、DA复配体系的相行为研究

4．3．2 表面电荷对囊泡相(CTTAOH=100 mmol-L-1)流变学性质的影响

4．3．3 表面电荷对TTAOH／DA囊泡体系(Ctotal=100 mmol-L-1)聚集形貌的影响

4．3．4 表面电荷对TTAOH／DA囊泡体系弹性的影响

4．3．5 表面电荷对囊泡体系粘度的影响

4．3．6 表面电荷对Lα相屈服应力值的影响

4．4 结果讨论

4．5 本章小结

参考文献

论文的创新点和不足之处

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文目录

学位论文评阅及答辩情况表