【摘要】：雙子表面活性劑因其分子結構中雙親水基、雙疏水鏈和聯(lián)結基的存在，相比傳統的單頭單尾表面活性劑具有更加優(yōu)異的表面化學(xué)性能、聚集性能及相關(guān)應用性能，同時(shí)可以通過(guò)更加多端的結構變化來(lái)豐富表面活性劑的種類(lèi)，因而具有更大的發(fā)展潛力。在雙子表面活性劑的結構中引入酯基和酰胺基團等易分解的極性功能基團，能使其在保持高表面活性的基礎上顯示出良好的溫和性和安全環(huán)保性，符合當下產(chǎn)業(yè)綠色高效發(fā)展的核心理念，對拓展表面活性劑的種類(lèi)和應用前景具有重要意義。

本論文基于此制備了分子結構中同時(shí)含有酯基和酰胺基團的季銨鹽類(lèi)雙子表面活性劑，并研究了其相關(guān)性能。主要研究?jì)热莺退媒Y論如下:以溴乙酸、乙二醇、脂肪酸和N，N-二甲基-1，3-二氨基丙烷為主要原料，通過(guò)三步反應制備了一系列疏水鏈長(cháng)度不同的酯官能化酰胺型雙子表面活性劑C_n-(BAE)-C_n(n=12、14、16)。通過(guò)濁度法測得C_n-(BAE)-C_n的Krafft點(diǎn)小于0°C。采用表面張力法、電導率法和微極性法測定了C_n-(BAE)-C_n在25°C下的臨界膠束濃度(cmc)，都顯示出cmc隨疏水鏈長(cháng)度的增加而增大的變化規律。根據電導率的測定結果，由熱力學(xué)公式計算得到膠束化過(guò)程的相關(guān)熱力學(xué)參數，確定C_n-(BAE)-C_n水溶液的膠束化過(guò)程是以疏水鏈之間的相互作用為主要驅動(dòng)力，且升高溫度會(huì )阻礙體系的膠束化。

通過(guò)穩態(tài)熒光猝滅法測定了C_n-(BAE)-C_n在水溶液中的膠束聚集數，發(fā)現其呈現出隨疏水鏈增長(cháng)而減小的變化趨勢，結合動(dòng)態(tài)激光光散射法所測C_n-(BAE)-C_n的平均流體力學(xué)半徑的結果，可以判斷低濃度下的C_n-(BAE)-C_n在體相聚集主要形成球狀膠束。利用流變儀測定了C_n-(BAE)-C_n水溶液的流變性質(zhì)，發(fā)現C_(12)-(BAE)-C_(12)主要呈現牛頓流體行為，C_(14)-(BAE)-C_(14)和C_(16)-(BAE)-C_(16)分別在150 mmol·L~(-1)和75 mmol·L~(-1)時(shí)形成蠕蟲(chóng)膠束，此時(shí)體系出現剪切稀釋現象，零剪切黏度曲線(xiàn)的變化表明C_n-(BAE)-C_n水溶液體系的黏度隨疏水鏈長(cháng)度的增加而上升。此外，在C_(16)-(BAE)-C_(16)水溶液加入無(wú)機鹽NaBr后，一定程度上促進(jìn)了其體系中蠕蟲(chóng)膠束的形成。相關(guān)應用性能的測定結果表明C_n-(BAE)-C_n具有良好的乳化、泡沫和抗靜電性能。

通過(guò)表面張力法研究了C_n-(BAE)-C_n與非離子聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)之間的相互作用情況，發(fā)現它們之間不存在明顯的相互作用。通過(guò)表面張力法、微極性法和濁度法研究了C_(12)-(BAE)-C_(12)與聚電解質(zhì)聚丙烯酸鈉(NaPAA)之間的相互作用情況，結果顯示它們之間存在強相互作用，C_(12)-(BAE)-C_(12)和NaPAA分子之間通過(guò)靜電吸引在體相結合形成聚集體，表面張力和微極性曲線(xiàn)上都出現雙平臺。另外，無(wú)機鹽NaBr對C_(12)-(BAE)-C_(12)和NaPAA之間的相互作用存在促進(jìn)和抑制兩種相反的效應，且與NaBr本身的濃度相關(guān)。