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n-十二烷基-β-D-麦芽糖苷混合体系的表面化学性质及胶团化行为

牛迪  
【摘要】:本文利用表面张力法、荧光探针法,根据Clint理论、Rubingh模型以及Maeda模型,研究了非离子表面活性剂n-十二烷帮-β-麦芽糖苷(DDM)与阴离子表面活性剂组成二元混合体系的表面化学性质以及胶团化行为。 首先,选取了烷基糖苷类非离子表面活性剂n-十二烷基-β-D-麦芽糖苷(DDM)以及与DDM的临界胶束浓度(cmc)相近的两种聚氧乙烯类非离子表面活性剂(辛基酚聚氧乙烯醚(TX-100)和聚氧乙烯(20)鲸蜡醇醚(Brij58))分别与阴离子表面活性剂油酸钠(NaOA)组成二元混合体系。DDM/NaOA与其他混合体系相比较发现:根据Clint理论计算出三个混合体系的cmc实验值相对于理想混合体系cmcideal均出现负偏差。各混合体系相互作用参数β均为负值,DDM/NaOA、TX-100/NaOA以及Brij58/NaOA混合体系分别在αNaOA=0.4、0.1、0.1时达到各自体系β最小值,表明在相应的复配比下混合体系中非离子与NaOA的相互吸引作用最强。混合自由能AGM均为负值,且随NaOA的增大AGM均逐渐增大,表明非离子组分相对离子组分更有利混合胶束形成的。荧光测试结果表明:阴/非离子表面活性剂胶束聚集数大小,是由离子表面活性剂头基间静电斥力与非离子的空间位阻相对强弱决定的。非离子表面活性剂头基的空间位阻以及水化程度的差异是胶束微极性差异的重要原因。 其次,研究了DDM/NaOA混合体系在水溶液和20%乙二醇水溶液中的表面性质和胶团化行为。乙二醇减弱了DDM碳氢链的疏溶剂效应使DDM的cmc变大。乙二醇使DDM/NaOA混合体系的cmc增大,降低表面活性剂分子的吸附效率。相互作用参数β为负值表明DDM/NaOA混合体系在水溶液和20%乙二醇水溶液中均存在协同效应,在αNaOA=0.4时,两混合体系协同效应均达到最强。荧光测试结果表明:DDM/NaOA混合体,水溶液中的聚集数均明显大于20%EG水溶液中的聚集数。EG水溶液中芘的I1/I3值较水溶液中的大,表明乙二醇能够破坏胶束结构,减小胶束聚集数,增加微环境极性。水溶液中混合体系的Zeta电位的|ζ|明显大于20%EG水溶液中的|ζ|,表明乙二醇对胶束稳定产生了不利影响。由于乙二醇插入到胶束栅栏层中,使胶束半径变大。 第三,选取了DDM与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸盐(MDS)组成二元混合体系,同时选取与DDM具有相同疏水基的Brij30与十二烷基硫酸盐混合体系作比较,分析了阴离子表面活性剂所含不同反离子以及非离子表面活性剂不同头基结构对体系协同效应及胶团化作用的影响。DDM(Brij30)/MDS混合体系β均为负值,表明各混合体系均存在较强的协同效应。活度系数计算结果表明,Na+和Mg2+反离子对DDM(Brij30)/MDS混合体系均有影响。利用Maeda模型得到的相互作用结果与规则溶液理论所得结果相符。非离子表面活性剂Brij30由于具有易弯曲柔性的头基结构更能促进混合胶束形成。阴离子表面活性剂头基所带的无机反离子种类和价态对混合胶束聚集数和微极性影响较小。


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