文档介绍：山东大学
博士学位论文
表面活性离子液体在水溶液中的聚集行为
姓名:李军
申请学位级别:博士
专业:化学(胶体与界面化学)
指导教师:郑利强
2012-10-01
中文摘要表面活性剂是一大类有机化合物,与我们的日常生活密切相关。在实际应用中,表面活性剂往往是复配使用的。表面活性剂与添加剂以及不同种类表面活性剂之间混合形成的体系在结构、形状、性质等方面,与单纯的表面活性剂相比,往往发生了很大的变化。比如单纯的阳离子型或阴离子型表面活性剂在水中形成球形胶束,但是两者以不同浓度复配,从相行为来说,能形成均一相、双水相或者沉淀;从溶液中形成的聚集体方面来说,则含有球形或蠕虫状胶束、囊泡等。除此之外,复配体系在温度、光、电、等外界因素影响下还会发生相转变。因此,表面活性剂复配性质的研究,具有重要的理论价值。离子液体作为一种新兴的绿色溶剂,由于在众多领域的应用,引起人们广泛的关注。通过增长疏水链的链长,可以使其成为具有表面活性的离子液体,从而构建出不同类型的有序分子聚集体。离子液体参与构筑的有序分子聚集体,既可以将离子液体的特性引入到传统的有序分子聚集体中,有助于改善聚集体的性质,又可以进一步拓展离子液体自身的应用。这类研究不仅丰富了离子液体的种类,也为离子液体应用于不同领域提供了理论依据和技术支持,因此具有重要的意义。本文以具有表面活性的离子液体为研究对象,讨论了吡咯烷类的表面活性离子液体分别与外加盐、阴离子型表面活性剂混合时体系的相行为;咪唑类表面活性离子液体和苯丙烯酸混合体系在紫外光照下,相行为发生的变化。论文的内容分为四个部分:第一章简介了表面活性剂的溶液性质和具有表面活性的离子液体参与构筑的有序分子聚集体,并重点介绍了蠕虫状胶束的性质及典型的体系。第二章研究了表面活性离子液体。途哂泄饷舾械奈镏时奖┧岬混合体系。苯丙烯酸具有顺反结构,在紫外光照下反式结构可以转化为顺式结构。紫外光谱图证明了结构的转化,通过核磁谱图可以进一步计算出转化率为%。而顺式结构在光照下,并不能转化为反式结构,说明苯丙烯酸结构转化是不可逆的。在自然界中,苯丙烯酸主要以反式结构存在,所以本章研究了反式苯丙烯酸—旌咸逑怠5盵ǘ仍疞以下时,混合体系中的聚集体为球形胶束,并且和狢呐ǘ任薰兀籟ǘ仍山东大学博士学位论文
//,溶液变为具有粘弹性、双折射现象的均一相,流变数据表明是蠕虫状胶束;在浓度超过/螅纬沙恋砬窃趖。超过一定浓度之后,体系又转变为有粘弹性的均一相,为蠕虫状胶束。所以从浓度角度来划分,在研究的范围内混合体系分为均一相蛐谓菏、多相区和均一相虫状胶束T谧贤夤庹障拢篊和狢纬傻娜涑孀唇菏梢宰;球形胶束,⑸庖旃够1湮猚—,造成有效截面积。增大,引起临界堆积参数降低,混合体系从蠕虫状胶束转化为球形胶束。第三章讨论了有机盐诱导吡咯烷类表面活性离子液体形成蠕虫状胶束。以吡咯烷离子液体的对甲苯磺酸钠芤何Q芯刻逑担潭–的浓度,改变ǘ龋昧鞅溲Х椒ā⒌臀峦干涞缇岛腿涑孀唇菏砺勰P进行研究讨论。研究表明:/逑敌纬烧车匀芤海诩羟兴俾首饔下,初始阶段剪切应力随剪切速率线性增加,然后趋向平台区,且没有屈服应力,属于假塑性流体;在低频时,体系的粘性性质是主要的,到了高频,则表现为弹性性质,符合P停惶逑档募羟姓扯群透春险扯仍谙嘤Φ募羟兴俾屎驼荡频率下具有相似值,符合狹嬖颍晃忍羟斜硐殖黾羟斜湎∠≈ち肆鞅涞慕峁得魈逑敌纬闪巳涑孀唇菏1菊碌难芯工作扩展了表面活性离子液体的应用范围。第四章研究了阴阳离子复配体系。阴阳离子表面活性剂复配具有很高的表面活性,可以产生丰富的相行为,但是二者混合又容易产生沉淀,限制了其应用。本章研究了具有表面活性的吡咯烷离子液体。鸵趵胱颖砻婊钚约潦烷基苯磺酸钠复配体系。研究内容包括两方面:当与混合比例较高时,形成均~相,包括普通溶液和高粘弹性溶液;当二者在等摩尔比例附近时,形成双水相。诟吣Χ旌媳壤跫拢珻蚐梢孕纬删幌唷5盋与摩尔比例大于时,形成无偏光、没有粘弹性的普通溶液;当二者比例在~涫保梢孕纬捎姓车缘娜芤海鞅涫荼砻魈逑档恼车苑P汀U庵终车蕴逑档男纬桑谴煌绾傻募酝坊渚驳缱饔玫山东大学博士学位论文
诘饶Χ壤浇苷姆段冢珻隨纬伤唷K相的形成时间和浓度有关,浓度越高,形成双水相所需时间也就越长。在实验范围内,最长需要两周才能形成双水相。而形成之后的双水相很稳定,℃下可以保持一年以上。通过偏光、、表面张力等手段表征,确认双水相的上下相中都含有囊泡。不同的是上相是表面活性剂富集的以松散的、类似网状结构形式存在的囊泡相,而下相是含有少量分散囊泡的表面活性剂稀溶液。关键词:表面活性离子液体;聚集行为;蠕虫状胶束;双水相结果。山东大学博士学位论文
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