基于季铵盐阳离子表面活性剂光敏型胶束体系的构筑及其性能研究

摘要

以具备特定功能和性质的两亲分子构筑新型智能胶束成为胶体与界面化学研究的热点之一。光响应型蠕虫状胶束是由表面活性剂和光敏性化合物通过分子间相互作用力构建而成，利用光对胶束溶液的流变性质进行调控的体系，近几年在光化学和微流体等领域展现了巨大的潜力。本论文通过单、双链季铵盐阳离子表面活性剂-光敏性添加剂形成稳定的复配体系，利用光敏性添加剂顺反结构转变构筑光调控的智能型胶束溶液。以流变测量为主要研究手段，测定不同波长及不同光照时间对智能型胶束形成、结构转化及黏弹性行为的影响，并得到相关的动力学参数。结合电镜技术，研究光调控下智能胶束的构筑与表面活性剂分子结构和不同光敏性物质之间的构效关系；考查智能胶束的构建机制和光诱导的结构演变及添加剂对胶束形成的影响及转变机制。
　　本论文具体工作如下：
　　（一）单链季铵盐阳离子表面活性剂与偶氮苯混合水溶液的光响应流变行为研究
　　探讨了单链季铵盐阳离子表面活性剂十六烷基三甲基水杨酸铵(C16TASal)和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）与偶氮苯（AZB）混合体系，在不同浓度和不同光照下的流变性能。十六烷基三甲基水杨酸铵(C16TASal)和偶氮苯（AZB）混合体系在紫外-可见光反复照射下溶液的黏弹性具有可逆特征；一定浓度粘弹性的C16TASal溶液，经紫外光照射后黏度降低，当再次用可见光照射一定时间后，体系黏度又恢复到原始状态。但是对于十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和偶氮苯（AZB）的混合溶液，在紫外-可见光反复照射下溶液的黏弹性未发现可逆性。经紫外照射后溶液的粘度降低，再次用可见光照射黏弹性未发生改变。用冷冻蚀刻电镜技术证实了表面活性剂/偶氮苯混合溶液的微观结构。
　　（二）单链季铵盐阳离子表面活性剂与3.4—二甲氧基肉桂酸混合水溶液的光响应流变行为研究
　　研究了含烷氧羟丙基基团的季铵盐阳离子表面活性剂3-十六烷氧基-2-羟丙基-三甲基溴化铵(R16HTAB)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与3.4—二甲氧基肉桂酸混合体系在不同光照和不同光照时间下的流变性能。流变实验数据表明:由于R16HTAB是在 CTAB的头基和烷基链之间插入一个烷氧羟丙基基团，该基团的插入使季铵盐分子结构的头基部位发生了构象弯曲，形成胶束时头基之间的斥力降低，有助于蠕虫状胶束的形成。形成黏度相同浓度溶液所需的R16HTAB浓度比CTAB低的多。这些溶液在紫外光照射下能够引起结构的转变，蠕虫状胶束变成短胶束，表现出非常灵敏的光响应特征。
　　（三）双链季铵盐阳离子表面活性剂与光敏型物质水溶液的光响应流变行为研究
　　探究了双链季铵盐阳离子表面活性剂2-羟丙基-1,3-二（十二烷基二甲基）氯化铵和2-羟丙基-1,3-二（十四烷基二甲基）氯化铵与光敏性物质混合水溶液的流变性随浓度和不同光照的变化情况。紫外光照射对于体系粘度几乎没有影响。

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前言

第一章 绪论

1.1 表面活性剂的不同聚集体

1.2光敏型胶束体系的研究进展

1.3 流变学基础

1.4本课题选题的目的及研究意义

第二章 单链季铵盐阳离子表面活性剂与偶氮苯混合水溶液的光响应流变行为研究

2.1引言

2.2实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 单链季铵盐阳离子表面活性剂与3.4-二甲氧基肉桂酸混合水溶液的光响应流变行为研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 双链季铵盐阳离子表面活性剂与光敏性物质水溶液的光响应流变行为研究

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4 小结

第五章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文