疏水改性羟乙基纤维素与表面活性剂的相互作用及其共同稳定的乳状液

摘要

近年来，大分子表面活性剂作为乳化剂和稳定剂已经引起了人们的广泛关注，其中一类特殊的大分子表面活性剂——疏水缔合聚合物，已成为研究热点之一。这类聚合物是一类亲水主链上带有少量疏水基团的聚合物，因此具有两亲性，可以降低体系的表、界面张力，尽管这种能力要比传统小分子表面活性剂小的多。然而，由于其较大的分子结构及其分子主链上疏水基团的缔合作用，其使水溶液增稠的能力要比小分子表面活性剂的增稠能力强得多。在实际应用中，常将这种聚合物与小分子表面活性剂复配，复配后的体系可能产生许多新的不同于单独聚合物或表面活性剂的性质。加入的表面活性剂通过疏水作用与聚合物发生相互作用，使得混合体系的增稠能力、起泡和乳化能力都得到提高；而聚合物的存在也会影响表面活性剂溶液的物理化学性质，使溶液的表面张力、临界胶束浓度和聚集数等物理参数、界面吸附行为等均发生重大变化。本论文选择疏水改性羟乙基纤维素（HMHEC）作为主要研究对象，系统的研究了HMHEC与传统单链阴离子和阳离子表面活性剂（SDS，CTAB）、新型Gemini表面活性剂复配体系的溶液性质及其对乳状液稳定性的影响，总结了乳状液稳定性的变化规律，探讨了乳状液稳定机理，对于以此类聚合物与表面活性剂协同稳定的乳状液的研究具有理论和实际意义。本文的主要研究内容包括以下两个部分： 1．HMHEC与传统单链表面活性剂复配稳定的乳状液 本部分通过多种实验手段研究了HMHEC与SDS及CTAB在水溶液中的相互作用，并制备了由HMHEC/SDS及HMHEC/CTAB复合体系稳定的乳状液，考察了各种因素对乳状液稳定性的影响。 在水溶液中，HMHEC与表面活性剂之间会发生较强的疏水缔合作用。随着表面活性剂浓度的增加，HMHEC/表面活性剂混合水溶液的粘度出现先增大经过一最大值后逐渐降低的现象，符合疏水缔合聚合物与传统表面活性剂相互作用的经典模型。 HMH EC/表面活性剂的混合水溶液与油相混合时，水溶液中HMHEC和表面活性剂吸附在油/水界面上因而具有更强的降低油/水界面张力的能力，使得乳化过程更容易进行，HMHEC/表面活性剂混合水溶液制备的乳状液的稳定性随表面活性剂浓度的增加而提高，乳液滴的粒径则随之减小。且HMHEC与阴离子表面活性剂SDS的相互作用要强于阳离子表面活性剂CTAB，在低表面活性剂浓度时，HMHEC/SDS的混合体系制备的乳状液稳定性高于HMHEC/CTAB的混合体系所制备乳状液的稳定性。 2．HMHEC与新型Gemini表面活性剂复配稳定的乳状液 本部分通过表、界面张力，稳态荧光，粘度等实验手段考察了单独Gemini表面活性剂12—2—12的水溶液与HMHEC/12—2—12复配体系的水溶液性质，并成功制备了由二者复配体系稳定的乳状液。 由于Gemini表面活性剂特殊的分子结构——分子结构中包含有两个亲水头基和两条疏水链，其降低表、界面张力的能力要明显高于DTAB。将HMHEC加入12—2—12溶液中，二者发生相互作用，HMHEC的加入给溶液中的表面活性剂提供了一个极性更小的疏水环境，且混合体系降低表、界面张力的能力高于单独的表面活性剂。由于12—2—12在溶液中独特的聚集形态，HMHEC/12—2—12混合体系的粘度随表面活性剂浓度的变化不同于HMHEC/传统表面活性剂的先增加后降低的特点，而是表现出三个阶段，在高表面活性剂浓度时，12—2—12形成线状胶束。 由HMHEC/12—2—12混合体系制备的乳状液分层稳定性随表面活性剂浓度的增加而提高，在低表面活性剂浓度时，HMHEC的加入对提高乳状液稳定性起到显著作用。 本论文的主要创新点： 1．研究了水溶液体系中HMHEC与SDS、CTAB的相互作用并考察了二者复配体系对乳状液稳定性的影响，并且对比了HMHEC/SDS与HMHEC/CTAB两个体系的性质。提出了HMHEC/表面活性剂协同稳定乳液的机理。用HMHEC与表面活性剂复配体系制备乳状液可以大大减少表面活性剂的用量，具有低毒环保的优点。 2．研究了阳离子型Gemiru表面活性剂12—2—12与HMHEC的相互作用，并考察了二者复配体系制备的乳状液的性质。丰富了疏水缔合聚合物与Gemini表面活性剂之间相互作用以及在乳状液应用方面的研究内容。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1乳状液

1.2疏水缔合聚合物

1.3表面活性剂

1.4疏水缔合聚合物与表面活性剂的相互作用

1.5疏水缔合聚合物与表面活性剂协同稳定的乳状液

1.6本文工作的内容和意义

参考文献

第二章 疏水缔合聚合物与传统表面活性剂协同稳定的乳状液

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验药品

2.2.2实验仪器

2.2.3实验方法

2.3结果与讨论

2.3.1 HMHEC/表面活性剂水溶液的粘度

2.3.2 HMHEC/表面活性剂溶液的界面张力

2.3.3 HMHEC/表面活性剂混合水溶液的频率扫描实验

2.3.4 HMHEC/表面活性剂制备的乳状液的分层稳定性

2.3.5 HMHEC/表面活性剂制备的乳状液的粒径

2.3.6 HMHEC/表面活性剂混合水溶液稳定乳状液的机理

2.4本章小结

参考文献

第三章 HMHEC/Gemini混合水溶液的性质及其稳定的乳状液

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验药品

3.2.2实验仪器

3.2.3实验方法

3.3结果与讨论

3.3.1 Gemini溶液的表面张力

3.3.2 HMHEC/Gemini溶液的表面张力

3.3.3 HMHEC/Gemini溶液的界面张力

3.3.4 HMHEC/Gemini溶液的稳态荧光

3.3.5 HMHEC/Gemini溶液的粘度

3.3.6 HMHEC/Gemini制备的乳状液的分层稳定性

3.3.7乳状液粒径

3.4本章结论

参考文献

致谢

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