非离子Gemini表面活性剂分子在水中的聚集行为

摘要

通过实验和耗散粒子动力学模拟相结合的方法,研究了非离子型Gemini表面活性剂在水溶液中的聚集行为和表面活性剂分子在水-气界面的分布情况。结果表明:10个环氧乙烷(EO)的α,α′-[2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇]双[ω-羟基-聚(环氧乙烷)](S-10)的单体和团簇共存于低浓度溶液中。随着浓度的增加,表面活性剂分子聚集成球状胶束且尺寸增大;当球状胶束的尺寸增加到一定程度时,它们不能稳定存在并聚集成棒状胶束。在水-气界面处,表面活性剂分子或垂直或水平分布,但是随着浓度的增加,疏水基团垂直插进空气,而EO段在水中呈不规则的锯齿形分布。随着EO链段长度的增加,S-4、S-10和S-30的最小吸附分子截面积逐渐增大,这就是随着表面活性剂的EO段长度增加而润湿性降低的原因。实验与模拟相结合的方法为研究非离子Gemini表面活性剂的聚集行为提供了新的思路,通过模拟结果可以快速判断实验的准确性。