季铵盐二聚表面活性剂C12-s-C12·2Br/醇混合水溶液胶团化行为

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季铵盐二聚表面活性剂C12-s-C12·2Br(s=2,3,4,6)通过联接基团亚甲基链将二个普通表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(C12TABr)在离子头基处以化学键方式联接在一起,由于有效控制住表面活性剂在有序聚集过程中的头基分离力,使其在分子有序组合体中紧密排列,大幅度降低了水溶液的表面张力,极大提高其生成胶团的能力。脂肪醇作为添加剂,通常强烈影响表面活性剂的自组织行为,这使得表面活性剂与醇的相互作用规律一直是重要的研究课题。然而,对于新型的二聚表面活性剂,迄今未见醇与其相互作用的研究报道。本论文用电导法和稳态荧光法研究了C12-s-C12·2Br+中低碳醇(C3~C6)水溶液的胶团化行为。 C12-s-C12·2Br烷烃链和醇分子的烷烃链发生疏水相互作用生成混合胶团,醇分子将烷烃链插入到胶团内核,羟基则处于胶团栅栏层。这种排列增大了胶团栅栏层表面活性剂离子头基之间的距离,因而降低了离子头基间的静电排斥力,使其表面活性剂分子易于聚集,临界胶团浓度cmc值减小。cmc值随着醇浓度mA增大而减小,醇分子链碳原子数n愈大对cmc的影响愈显著。 混合胶团表面反离子解高度a既随着mA增大而变大,也随着s的增大而增大。由于醇分子的插入,降低了胶团表面离子头基密度,处于胶团栅栏层处的醇分子的羟基也挤压出部分水分子,减小了该处的介电常数,这些都使a增大。 混合胶团中的表面活性剂聚集数NS随mA的增加而下降,除丙醇外,组成胶团的总分子数Ns+NA随mA的增加而增加。随着醇分子链长增大,醇分子插入胶团的数量明显增加。 混合胶团中的醇摩尔分数XAM随着mA增大而逐渐增加。对不同的醇,当mA相同时其分子烷烃链越长XAM越大,这是由于烷烃链间疏水相互作用增强的缘故。当加入相同量的己醇时,对于同样具有十二烷烃链的各个C12-s-C12·2Br来说,混合胶团中的XAM相差不大。 固定mA=0.015mol·kg-1时,随着温度的增加(25~40℃)cmc上升,⊿G°m和-T⊿S°m值均减小,但ΔH°m则略有增大,这表明二聚表面活性剂与醇混合水溶液的胶团化行为也主要来自熵效应的驱动。当温度一定时,随着s的增大,⊿Gm°增加。
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