收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

外界条件对阴/阳离子表面活性剂囊泡体系聚集行为的影响

沈玉文  
【摘要】: 当表面活性剂的浓度高于其临界胶束浓度(critical micelle concentration, cmc)时,可以在溶液中自发形成各种有序聚集体,如球状胶束、棒状胶束、蠕虫状胶束、囊泡、层状液晶等。这些有序结构的形成和性质决定了表面活性剂在工业中的诸多功用,如作为药物载体、仿生物膜、微反应器等。当溶液中含有两种或两种以上表面活性剂时,会产生协同作用,从而具有很多独特性质:如低临界聚集浓度、低界面张力、形成的聚集体种类丰富等。这些性质使混合表面活性剂体系具有了更高的工业应用价值。 本论文系统研究了离子强度、温度、溶剂极性、剪切力等外界因素对混合表面活性剂体系聚集行为的影响,用基本的物理化学知识阐述了产生这些影响的本质原因,希望能达到通过调控外界条件来控制表面活性剂聚集体形貌的最终目的。具体研究内容如下: 第一章中简要介绍了与本论文密切相关的基本知识、国内外近几年的研究动态及论文选题的科学意义。在第二章至第四章中,分别研究了离子强度、温度和溶剂极性对碳氢阴/阳离子表面活性剂混合体系的影响:第二章中选取阳离子表面活性剂十四烷基三甲基氢氧化铵(TTAOH)和阴离子表面活性剂月桂酸(LA)按摩尔比1:1复配形成的无盐的阴/阳离子表面活性剂TTAL囊泡体系,研究了小分子无机盐NaBr对其聚集行为的影响,着重探讨了极高盐度下TTAL聚集行为的变化情况。研究主要围绕小分子无机盐对表面电荷的屏蔽作用展开,囊泡双分子层上的表面电荷间的斥力是溶液中聚集体稳定分散的来源,加入的少量NaBr电离出的Na+和Br-会屏蔽表面电荷间的斥力,导致囊泡发生聚集。当阴/阳离子表面活性剂与加入NaBr的浓度接近1:1时,由于表面活性剂密度比水小,聚集后的囊泡形成白色“沉淀”浮在溶液上层。当NaBr的浓度超过TTAL的浓度时,体系逐渐变为具有双折射纹理的均相,盐度越高溶液越澄清,直至达到NaBr的饱和溶解度为止。 温度是影响聚集体存在的重要因素,因此,第三章中研究了温度对阴/阳离子表面活性剂混合体系的影响。选取的是TTAL/NaBr/H2O形成的“沉淀”/胶束两相体系,研究其在不同温度下的聚集行为变化。当温度升高到表面活性剂的链熔化温度以上,处在上层“沉淀”相中密堆积的多层囊泡结构转变为三维网络状双层结构并分布在整个体相溶液中,形成了具有双折射纹理的均相,并且体系的结构转化温度随含盐量的增加而升高。相转变的原因主要是由于温度的升高增加了囊泡双分子层间的Helfrich自由能,导致层与层间斥力增加,原来密堆积的双分子层肿胀后重新闭合形成三维网络状的双分子层结构造成的。 除盐度和温度外,溶剂的极性也是影响表面活性剂聚集行为的重要因素。在第四章中用甘油来逐步替代“沉淀”/胶束两相体系中的水溶剂来研究溶剂极性对此含盐阴/阳离子表面活性剂混合体系的影响。两相体系是由阳离子表面活性剂十四烷基三甲基溴化铵(TTABr)与阴离子表面活性剂月桂酸钠(SL)按摩尔比1:1复配形成的TTAL和相同物质量的NaBr组成。当甘油占总溶剂的浓度高于40%时,会提高TTAL在混合溶剂中的cmc,降低在体相溶液中形成聚集体的聚集数,导致体系发生了由Lα单相到Lα/L1两相最终到L1单相的一系列相变突跃。而当甘油浓度低于40%时,体系中分布在上相的密堆积的囊泡双层发生肿胀,变成了均一的Lα单相,形成了尺寸比较小的囊泡。这是因为溶剂极性的改变会导致折射率发生变化,当溶剂的折射率与溶质折射率相匹配时,体系的Van der Waals引力最小这时斥力占主导,引起了双分子层的肿胀。 剪切力是表面活性剂混合体系中经常引入的外加力,也是需要考虑的重要外界因素。由于阴/阳离子表面活性剂体系中两类分子间的静电作用力很强,剪切力对其作用相对较弱。因此我们在第五章中选取了非离子表面活性剂带有五个乙氧基的十三烷基醇(IT5)与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)形成的粘弹性较高的多层囊泡体系,研究不同剪切力对其结构的影响。将此溶液置于流变仪的转筒-转子夹具中,施以不同速率的剪切力,溶液中的多层囊泡的外层会被剪切力脱去,形成新的单层囊泡,数量密度的增加提高了整个体系的粘弹性。当溶液被置于乳化器中被施以不同的压力来引入剪切时,体系的粘弹性完全丧失,Cryo-TEM照片显示体系中形成了直径较小的单层囊泡,而囊泡之间的间距相对增大,因此体系不再会因为囊泡和囊泡之间的密集排列相互挤压而产生粘弹性。通过进一步的拟合发现对乳化器施加的压力和形成囊泡的直径间呈线性关系。因此,可以通过调节乳化器的压力来控制囊泡的大小。 在论文的最后一章中研究了外加表面电荷和剪切力对两性离子表面活性剂十四烷基二甲基氧化胺C(14)DMAO和非离子表面活性剂带有三个乙氧基的十三烷基醇(IT3)混合体系形成的海绵(L3)相的影响。在不引入剪切力的前提下,向L3相中加入甲酸甲酯,其水解产物甲酸将可以C14DMAO质子化,这时原本自发曲率为零的L3相中的双分子层表面带有了正电荷,改变了双分子层的曲率,L3相转变为平面层状结构。对此层状结构施加一定的剪切力时,层状相才能闭合形成囊泡。同时证明了囊泡并不是热力学稳定体系。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 郭霞;李华;郭荣;;寡聚核苷酸/单链阳离子表面活性剂囊泡与沉淀共存(英文)[J];物理化学学报;2010年08期
2 周文婷;徐晓明;蓝琴;韩国彬;;囊泡形成和破坏的动力学[J];化学学报;2007年20期
3 张天翔,周蕊,尉志武;表面活性物质形成的某些特殊有序结构[J];化学世界;2003年07期
4 陈文君,翟利民,李干佐,孟祥光,曾宪诚;囊泡的自发形成——两类表面活性剂复配[J];科学通报;2003年06期
5 王传忠,梁璋仪,黄建滨;正负离子表面活性剂混合体系中正离子与芳环π电子的相互作用[J];化学学报;2002年07期
6 黄建滨,何萍,何煦,朱琔瑶;甲酰胺与正负离子表面活性剂有序溶液的研究[J];物理化学学报;1998年12期
7 白光月,王玉洁,王金本,杨冠英,韩布兴,闫海科;微量滴定热量计的建立和混合表面活性剂囊泡形成的研究[J];中国科学B辑;2000年06期
8 巩育军,朱瑶,赵国玺;DTAB-月桂酸钠体系表面活性剂双水相研究[J];物理化学学报;2001年11期
9 刘景林,朱国里,刘沛妍,褚莹,吴子生;全氟代表面活性剂的合成及其囊泡的形成[J];东北师大学报(自然科学版);2002年01期
10 杨艳红,郝永梅,赵凤林,李娜,李克安;非离子表面活性剂囊泡包封药物头孢唑啉钠的研究[J];化学通报;2002年07期
11 王彤文,段爱红,刘玲;烷基磺酸盐-烷基季铵盐混合溶液中囊泡的形成[J];云南师范大学学报(自然科学版);2001年02期
12 张景辉;李春江;郭霞;;Oligo(rU)_(15)对SDS/DEAB混合胶束向囊泡转化的诱导作用[J];化学研究与应用;2009年12期
13 黄建滨,赵国玺;正负离子表面活性剂混合溶液中囊泡的稳定性[J];北京大学学报(自然科学版);1999年02期
14 何煦,赵国玺,朱琔瑶;双月桂酸三乙醇胺酯水溶液的囊泡性质研究[J];物理化学学报;1998年06期
15 佟大维;赵明明;王剑锋;范圣第;;辅酶Ⅰ诱导阳离子囊泡的聚集和酶分散的研究[J];精细化工;2007年12期
16 欧阳健明,段荔,何建华,白钰;囊泡、微乳和胶束有序体系中纳米无机矿物的生长及其在生物矿化领域的应用前景[J];化学世界;2003年07期
17 李国文,刘玺玉,吴立新,沈家骢,梁映秋;单链2,7-取代萘刚性生色基双亲化合物的合成及其在稀溶液中的自组织[J];高等学校化学学报;1999年08期
18 何煦,朱琔瑶,赵国玺;pH对2RNC_2水溶液囊泡及泡沫性质的影响[J];物理化学学报;1998年10期
19 赵小莉,黄建滨,李子臣,朱瑶;Bola型表面活性剂2.Bola化合物囊泡[J];日用化学工业;2000年06期
20 唐世华,黄建滨,戴乐蓉,王传忠,付宏兰;正负离子表面活性剂在短链脂肪醇/水中沉淀-囊泡转化和双水相的形成[J];化学学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冉相梅;郭霞;郭荣;;质粒DNA协同阳离子表面活性剂聚集形成囊泡的研究[A];中国化学会第27届学术年会第13分会场摘要集[C];2010年
2 李华;郭霞;郭荣;;ssDNA-阳离子表面活性剂囊泡的生成[A];第五届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2007年
3 李国宝;苑再武;郝京诚;;表面活性剂选择性电极研究季铵盐/脂肪酸盐二元复配体系[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
4 周永新;;荧光分析中表面活性剂的应用[A];中国地质科学院南京地质矿产研究所文集(40)[C];1989年
5 周湘竹;周瑜;郝京诚;;卵磷脂与阴/阳离子表面活性剂复合体系相行为研究[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
6 何承前;侯研博;韩玉淳;王毅琳;;新型四聚表面活性剂PATC对Amyloid β(1-40)纤维的解聚作用[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
7 夏玥穜;李少华;江龙;;基于新型树枝状表面活性剂的纳米复合物及其生物应用[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
8 余浩;蒋显全;;表面活性剂在金属注射成型工艺中的应用研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
9 贺田发;李淑昆;扬学敦;;含氟类表面活性剂研制初探[A];卤化银影像材料及其装备研讨会论文集[C];2000年
10 张建玲;韩布兴;赵悦菊;李建申;杨冠英;;二氧化碳诱导Pluronic表面活性剂在水中的胶束化及热力学研究[A];中国化学会第十五届全国化学热力学和热分析学术会议论文摘要[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 沈玉文;外界条件对阴/阳离子表面活性剂囊泡体系聚集行为的影响[D];山东大学;2010年
2 龙攀峰;全氟脂肪酸表面活性剂及其复配体系溶液聚集行为和性质研究[D];山东大学;2012年
3 袁淑军;新型金属络合性表面活性剂的合成、性质及应用研究[D];南京理工大学;2004年
4 蒋炳英;胶束与金属胶束模拟水解酶催化酯水解的研究[D];四川大学;2004年
5 陈玉成;表面活性剂对植物吸收土壤重金属的影响[D];武汉大学;2005年
6 李敏;水/有机两相催化体系中铑—膦配合物催化长链烯烃氢甲酰化反应研究[D];四川大学;2004年
7 陈洪;油气开采用表面活性剂的合成及性能研究[D];西南石油学院;2004年
8 范金石;甲壳低聚糖类表面活性剂的制备及其性能研究[D];青岛海洋大学;2002年
9 谭本祝;混合办公废纸脱墨化学的研究[D];华南理工大学;2002年
10 李曙光;表面活性剂压裂液机理、压裂设计及评估技术研究[D];西南石油学院;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙玉龙;基于乳清酸的Bola型表面活性剂自组装囊泡可控转变研究[D];浙江工商大学;2013年
2 谯杨杨;Ca~(2+)诱导囊泡的制备及性能研究[D];大连理工大学;2013年
3 李清涛;离子液体表面活性剂诱导的有序聚集体微结构转变研究[D];扬州大学;2011年
4 傅鹏;胆碱类表面活性剂的合成及性质研究[D];河南师范大学;2011年
5 张海霞;耗散颗粒动力学模拟研究表面活性剂在水溶液中的自组装行为[D];中国海洋大学;2012年
6 周敏;阳离子类脂体系的囊泡及糖基脂质体的研究[D];大连理工大学;2013年
7 何佳雷;温度诱导的表面活性剂双水相的相倒置研究[D];浙江大学;2013年
8 周文军;可离子化有机污染物在表面活性剂改性黄土中的吸附特性[D];西北师范大学;2003年
9 党雪平;基于表面活性剂增敏的电化学分析及其应用研究[D];武汉大学;2004年
10 陈喜蓉;超声化学法制备纳米α-Fe_2O_3的研究[D];南昌大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 孙保兴;阴阳离子对表面活性剂组合体将不断释放潜力[N];中国化工报;2001年
2 梁鹏;全球化是企业成功的关键[N];中国化工报;2000年
3 王斌 编译;名副其实的“工业味精”[N];中国化工报;2000年
4 书香;表面活性剂产业将有新动向[N];中国化工报;2001年
5 中轻联;张高勇同志因病逝世[N];消费日报;2007年
6 记者 王志田;让创新成为习惯[N];中国石油报;2007年
7 本报记者 孟朝红;表面活性剂发展呈现新趋势[N];中国化工报;2002年
8 杨改霞;表面活性剂洗涤用品产学研示范基地成立[N];中国化工报;2008年
9 辛安;国产表面活性剂基本满足需要[N];中国乡镇企业报;2000年
10 本报记者 张云普 江书程;只为石油滚滚流[N];中国石油报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978