N-月桂基-N-甲基葡糖酰胺吸附动力学和微乳液相行为研究

摘要

本论文包括四部分,第一部分综述了Ⅳ.烷基葡糖酰胺的合成、性质及缔合结构体的研究进展;第二部分为N-月桂基-N-甲基葡糖酰胺(MEGA-12)溶液的吸附平衡与动力学;第三部分为N-月桂基-N-甲基葡糖酰胺的中相微乳液相行为研究;第四部分为烷基聚葡糖苷(C<,12>G<,1.46>)/正丁醇/油/水体系中相微乳液相行为研究.一、N-烷基葡糖酰胺的合成、性质及缔合结构体的研究进展 1.介绍了N-烷基葡糖酰胺的合成方法及基本性质,如Kram点、晶相结构、平衡表面吸附、CMC、r<,CMC>等. 2.综述了Ⅳ_烷基葡糖酰胺及其复配体系在气液界面的吸附动力学. 3.综述了Ⅳ-烷基葡糖酰胺微乳液相行为的研究进展.二、N-月桂基-N-甲基葡糖酰胺溶液的吸附平衡与动力学 1.介绍了表面张力的测定方法和原理,重点介绍了最大气泡压力法研究动态表面张力的原理、装置及步骤等. 2.测定了MEGA-12及其与CTAB混合溶液的吸附平衡,并通过平衡表面张力测得其CMC、r<,CMC>、表面吸附量以及分子的平均截面积等. 3.用最大气泡压力法研究了MEGA-12在气液界面的吸附动力学及其影响因素.结果表明,当浓度较小时吸附为扩散控制;当浓度较大时,在吸附的初始阶段为扩散控制,随吸附时间的延长变为势垒控制.随MEGA-12浓度增大,动态表面张力迅速下降,表观扩散系数减小,吸附势垒增大.温度升高,动态表面张力明显下降.中长碳链的脂肪醇(或离子液体)对MEGA-12水溶液的动态吸附有明显影响,随醇碳链增长,在相同吸附时间内表面张力降得更低.在吸附后期,溶液动态表面张力的下降速率变慢. 4.MEGA-12与CTAB复配体系的吸附曲线表明,当MEGA-12占总体系的比例较大,CTAB的比例较小时,两种表面活性剂间存在较强的协同作用.髓体系中CTAB比例的增大,协同作用减小以至消失.三、N-月桂基-N-甲基葡糖酰胺的中相微乳液相行为研究 本章用Winsor相图法、δ-γ"鱼状"相图法和ε-β鱼状相图法研究了MEGA-12/脂肪醇/烷烃/H<,2>O四元体系微乳液的相行为,从三种相图均可以观察到随醇浓度的增加微乳液发生Winsor Ⅰ(2)→Ⅲ(3)→Ⅱ(2)的相态变化. 1.由Winsor相图观察到中相微乳液形成和消失时醇的浓度和各相的体积等.实验发现,MEGA-12浓度越大,中相微乳液体积分数越大,即微乳液的增溶能力越大;形成中相微乳液所需的最小醇浓度越大,但醇宽先增大后减小.油相碳链越短,体系增溶能力越大. 2.由δ-γ"鱼状"相图知,"鱼头"上翘,说明醇一部分进入界面膜,另一部分溶解于油相中.由其HLB平面方程求得亲水亲油界面膜的组成;由质量平衡关系求得表面活性剂和醇分别在油相中的溶解度以及"鱼头"和"鱼尾"的坐标等."鱼尾"的横坐标(γE)表示增溶等质量的油和水于单相微乳液中,需要的(混合)表面活性剂的最小量,γE越小,体系的增溶能力越大.烷烃碳链越短、醇碳链越长,γE越小,即体系增溶能力越强;NaCl浓度对MEGA-12微乳液的增溶能力影响不大. 3.ε-β鱼状相图的"鱼头"朝下,"鱼尾"朝上.根据该相图的HLB方程可以得到界面膜的组成;其它物理化学参数,如表面活性剂和醇在油相中的溶解度、构成界面膜的表面活性剂和醇分别占总体系的质量分数等可由质量平衡关系求得.该相图对应的HLB平面方程为一条直线."鱼尾"处的横坐标(βE)反映的是体系增溶等质量的油和水形成单相微乳液时所需表面活性剂的最小量;纵坐标(εE)为需要醇的最小量.βE、εE越小,体系的增溶能力越大,这两个参数比δ-γ"鱼状"相图的丫E物理意义更加明确.另外,由该相图还可以观察到随表面活性剂浓度增大时"醇宽"的变化.四、烷基聚葡糖苷(C<,14>G<,1.46>),正丁醇/油/水体系中相微乳液相行为研究 由Winsor相图法、δ-γ"鱼状"相图法和ε-β鱼状相图法研究了MEGA-12/正丁醇/烃/H<,2>O微乳液体系的相行为,从三种相图均可以观察到随醇浓度的增加微乳液体系发生Winsor Ⅰ(2)→Ⅲ(3)→Ⅱ(2)相态变化.由Winsor相图得,APG浓度相同时微乳液增溶能力的顺序为二氯甲烷>四氯化碳>邻二氯苯>甲苯>正己烷;中相微乳液形成所需最小醇的浓度顺序为:邻二氯苯>二氯甲烷>甲苯>正己烷>四氯化碳. 由δ-γ"鱼状"相图得,其横坐标(γE)的大小顺序为:二氯甲烷<四氯化碳<甲苯<邻二氯苯正己烷.说明体系的增溶能力:二氯甲烷>四氯化碳>甲苯>邻二氯苯正己烷. 由ε-β鱼状相图得,其横坐标(βE)的大小顺序为:二氯甲烷<四氯化碳<邻二氯苯<甲苯<正己烷;纵坐标(εE)的大小顺序为:四氯化碳<二氯甲烷<甲苯<邻二氯苯<正己烷.说明油相对形成单相微乳液时需要的表面活性剂和醇的量均有影响.

目录

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摘要

第一章绿色表面活性剂-N-烷基葡萄糖酰胺的合成、性质和缔合结构体的研究进展

1 NAGA的合成和表征

1.1 NAGA的合成

1.2葡糖酰胺的表征

2 MEGA-n的基本性质

2.1 MEGA-n的Krafft点

2.2N-烷基葡糖酰胺溶液的平衡表面张力和CMC

2.3烷基葡萄糖酰胺的晶体结构

3 N-烷基葡糖酰胺在气/液界面的吸附平衡与动力学

4 MEGA-n微乳液

5关于N-烷基葡糖酰胺研究工作的说明

参考文献

第二章N-月桂基-N-甲基葡糖酰胺溶液的吸附平衡与动力学

1引言

2实验部分

2.1试剂和仪器

2.2实验方法

3结果与讨论

3.1 MEGA-12水溶液在气/液界面的吸附平衡

3.2 M EGA-12水溶液的表面吸附动力学

3.3温度、无机盐、醇和离子液体对MEGA-12在气液界面吸附的的影响

4 MEGA-12与CTAB复配体系的表面吸附平衡与动力学

4.1实验部分

4.2结果与讨论

5结论

参考文献

第三章N-月桂基-N-甲基葡糖酰胺中相微乳液相行为研究

1引言

2实验部分

2.1试剂和仪器

2.2实验方法

3结果与讨论

3.1 MEGA-12微乳液Winsor相图

3.2 MEGA-12微乳液δ-γ“鱼状”相图

3.3 ε-β鱼状相图法研究NEGA-12中相微乳液的相行为

3.4 M EGA-12形成单相微乳液的效能

4结论

参考文献

第四章APG/正丁醇/氯烃/水中相微乳液研究

1前言

2实验部分

2.1试剂与仪器

2.2结果与讨论

3结论

参考文献

攻读硕士期间完成论文

致谢