正负离子型表面活性剂复配体系聚集行为的研究开题报告

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1、开题报告正/负离子型表面活性剂复配体系聚集行为的研究一、选题的背景、意义表面活性剂分子都是由极性的亲水基团和非极性的亲油基团两部分组成的。表面活性剂分子依靠疏水作用可以在溶液中或表、界面上形成多种形式的分子有序聚集体如球形、棒状胶团、囊泡、液晶、单分子膜、微乳等。目前，表面活性剂的有序聚集体是制备功能性材料的重要途径之一，它的聚集行为直接影响合成该类介孔催化剂的孔径和孔形貌。单一表面活性剂的活性和聚集行为比较固定，而二元复配体系具有单一表面活性剂无法比拟的活性和丰富多彩的自聚集行为。正/负离子表面活性剂复配体系以分子间具有强烈的协同作用和复杂的自组织行为而尤为引人关注。表面活性

2、剂的表面活性以及其它性能，主要取决于其分子的结构特点，即疏水基和亲水基的组成，但又与体系所处的物理化学环境有密切关系，特别是有其它表面活性剂存在时的分子相互作用影响。实践中发现，在一种表面活性剂中加入另一种表面活性剂时，其溶液的物理化学性质有明显的变化，而此性质是原组分本身所不具有的。离子表面活性剂与非离子表面活性剂混合体系，是研究较早的一类体系，对它的研究较为成熟，并在实际中有广泛的应用。和单一表面活性剂相比，该复配体系具有更优良的性质。该复配体系之间的分子相互作用，从结构上考虑，主要是极性头之间的离子-偶极子相互作用。正/负离子表面活性剂复配体系在其头基相反电性的库仑引力下

3、，强烈促进了二者间的碳链疏水作用，使其表现出非常强的分子间相互作用，导致正/负离子表面活性剂混合体系与离子/非离子表面活性剂混合体系相比，表现出许多新奇的性质。如在非常低的浓度下即可形成表面活性剂双水相、液晶等；在水溶液中容易形成稳定的囊泡等。这些性质对于一般单链表面活性剂单组分体系是不易办到的。Gemini表面活性剂是将两个同一表面活性剂单体，在其亲水头基或靠近亲水头基附近用联接链通过化学键将其联接在一起。它是当前备受瞩目的新型表面活性剂，它的出现不仅从概念上拓宽了人们对于表面活性剂分子结构的认识，而且还展现出传统表面活性剂所不及的优异自组织特性。二元表面活性剂复配体系中存在

4、多种分子间相互作用力，适当的复配可产生组分间协同作用，表现出复杂的自组织行为和优越的性质。正、负离子表面活性剂复配体系以其分子间强烈的协同作用而尤为引人关注。迄今，主要相关研究集中在传统结构的表面活性剂复配体系，仅有少量文献报道了含Gemini成分的正、负离子表面活性剂相互作用，但从中已可窥探其体系的奇特与复杂性。研究这类复配体系对于深入认识分子结构和分子间弱相互作用与自组织行为之间的相互关系具有重要意义。二、相关研究的最新成果及动态1990年，日本Osaka大学的Okahara研究小组合成并研究了具有柔性联接基团的Gemini阴离子表面活性剂。研究表明，Gemini表面活性剂

5、的表面活性为相应传统表面活性剂的10-100倍，临界胶束浓度为相应传统表面活性剂的1/10-1/100，而且具有较低的临界溶解温度，在低浓度下即可形成粘弹性胶束。1991年，美国Emory大学的Menger等合成了带有刚性联接基团（1，4-二甲基苯基）的季铵盐阳离子型{[R-N+(CH3)2-CH2-C6H4-CH2-N+(CH3)2-R,2Br-],R:C12H25,C14H29,C16H33}和阴离子型{[R-O-PO2Na-O-CH2-C6H4-CH2-O-PO2Na-O-R,2Br-],R:C12H25,C14H29,C16H33}Gemini表面活性剂。1991年，法

6、国的CharlesSadron研究所的Zana研究小组采用聚亚甲基作为联接基团，合成了一系列Gemini型阳离子表面活性剂，并研究了它们的表面性能。同年，美国纽约州立大学Brooklyn学院的Rosen研究小组采纳了Gemini的命名，合成了氧乙烯或氧丙烯柔性基团联接的阴离子型Gemini表面活性剂，并撰写了一篇综述。这些实验结果表明，Gemin型表面活性剂具有比传统表面活性剂更高的表面活性、更低的临界胶束浓度（CMC）和更低的C20（降低溶液表面张力20mN/m所需的表面活性剂的浓度）。2004年，Zana教授和江南大学的夏纪鼎教授合著了“Geminisurfactants,

7、synthesis,interfacialandsolution-phasebehavior,andapplication.”一书，概述了Gemini表面活性剂的合成、界面性质、溶液相行为及其绿色环保等特点。国内在Gemini型表面活性剂方面的研究起步较晚，姚志钢等按照阳离子型Gemini表面活性剂、阴离子型Gemini表面活性剂、非离子Gemini型表面活性剂的合成及两性Gemini型表面活性剂的分类方法介绍了近百种Gemini型表面活性剂的分子结构和合成方法。叶志文等人以十二烷基二甲基胺