雙十八烷基二甲基氯化銨水溶液的性質(zhì)_圖文精

1、華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版JournalofEastChinaUniversityofScienceandTechnology（NaturalScienceEditionVol.37No.2201104收稿日期:20101021基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（20706013;教育部留學(xué)回國人員科研啟動基金；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目作者簡介：郭弈光（1962，男,廣東人，高級工程師，博士生，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)工程。guoyiguang通訊聯(lián)系人：尚亞卓，Email:shangyazhuo文章編號:10063080（201102018607雙十八烷基二甲基氯化俊水溶液的性質(zhì)郭弈光1,2,趙娜1,

2、尚亞卓1,劉洪來1（1.華東理工大學(xué)化學(xué)工程聯(lián)合國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，化學(xué)系，上海200237;2.上海家化聯(lián)合股份有限公司，上海200082摘要:采用動態(tài)光閃射、透射電子顯微鏡、流變儀等手段初步探討了雙十八烷基二甲基氯化?。═A100水溶液內(nèi)部膠束大小、形貌以及溶液的流變性質(zhì)，借助偏光顯微技術(shù)觀察了TA100表面活性劑形成的各相異性水溶液的液晶織構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，溶液中表面活性劑聚集體的平均粒徑、溶液流變性質(zhì)隨表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)生規(guī)律性變化,TA100本身兩個(gè)相對較長的疏水鏈導(dǎo)致其所形成的聚集體疏水作用較強(qiáng)，有利于進(jìn)一步有序排列，從而導(dǎo)致較低表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)下十字花紋理層狀液晶的生成。關(guān)鍵詞:雙

3、十八烷基二甲基氯化??；液晶;微觀結(jié)構(gòu);流變性中圖分類號:O242.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼:APropertyofAqueousSolutionofDioctadecylDimethylAmmoniumChlorideGUOYiguang1,2,ZHAONa1,SHANGYazhuo1,LIUHonglai1(1.StateKeyLaboratoryofChemicalEngineering,DepartmentofChemicalEngineering,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200237,China;2.ShanghaiJah

4、waUnitedCo.,Ltd,Shanghai200082,ChinaAbstract:Thesizedistributionandmorphologyofdioctadecyldimethylammoniumchloride(TA100aggregatesinaqueoussolutionwerestudiedbymeansofdynamiclightscattering(DLS,transmissionelectronmicroscopy(TEM,andrheology.Polarizingmicroscope(PLMwasusedtoobservethetextureofanisotr

5、opicliquidcrystalformedinTA100aqueoussolution.Theresultsshowthattheaveragesizeofsurfactantaggregatesandrheologicalpropertyofaqueoussolutionvarieswithsurfactantconcentration.TworelativelylonghydrophobicchainsofTA100leadtostronghydrophobicinteraction,andthecorrespondinglamellarliquidcrystalgeneratesat

6、lowersurfactantconcentration.Keywords:dioctadecyldimethylammoniumchloride;liquidcrystal;microstructure;rheologicalproperty陽離子表面活性劑是一種重要的乳化劑，在個(gè)人護(hù)理品、醫(yī)藥以及生物制劑的制備和提純等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用1。隨著陽離子表面活性劑應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大以及人們對產(chǎn)品性能要求的不斷提高，陽離子表面活性劑的隊(duì)伍日漸龐大，由最初的單頭基單尾鏈的傳統(tǒng)陽離子表面活性劑擴(kuò)展到單頭基186雙尾鏈表面活性劑、雙頭基單尾鏈表面活性劑以及被稱作21世紀(jì)新型表面活性劑的偶聯(lián)表面活性劑2

7、4、環(huán)境友好的新型綠色溶劑離子液體表面活性劑56等。目前，在個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中使用較多的陽離子乳化劑就是雙十八烷基二甲基氯化俊（TA100。然而，到目前為止，大多數(shù)的研究集中于其合成及應(yīng)用710,對該表面活性劑的一些基本性質(zhì)，特別是水溶液的性質(zhì)研究還很少，對其在使用過程中表現(xiàn)的良好性質(zhì)還不能從理論上加以解釋，因而，進(jìn)一步的研究工作是必要的。表面活性劑溶液的物理化學(xué)性質(zhì)與溶液內(nèi)部聚集體的大小、微觀結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部膠束間的相互作用有直接關(guān)系，可以說溶液的性質(zhì)是體系內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)信息的宏觀表現(xiàn)。本文采用動態(tài)光散射考察水溶液內(nèi)部膠束大小，利用負(fù)染色/透射電子顯微鏡技術(shù)對幾個(gè)特定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的樣品進(jìn)行觀察，以確定其微

8、觀結(jié)構(gòu)。借助偏光顯微技術(shù)觀察了TA100表面活性劑形成的各相異性水溶液的液晶織構(gòu)。系統(tǒng)研究了表面活性劑在較高質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，混合溶液的流變性質(zhì)隨混合比的變化情況，利用黏度數(shù)據(jù)獲得有關(guān)膠束的大小、形狀和水化作用等方面的信息，探討溶液中表面活性劑聚集體的結(jié)構(gòu)同流變性之間的關(guān)系。這些研究不僅能為新型化妝品的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)，而且還能為工業(yè)、生物、食品、醫(yī)藥等行業(yè)的開發(fā)和改進(jìn)提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo)。1實(shí)驗(yàn)部分1.1 實(shí)驗(yàn)試劑雙十八烷基二甲基氯化?。═A100，分子式為（C18H372（CH32NCl:上海家化提供；水:二次重蒸水。1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及方法1.2.1 復(fù)合物粒徑的測定通過MalvinNa

9、noZS動態(tài)光散射儀（英國測定溶液中復(fù)合物的粒徑。動態(tài)光散射是借助光子原理檢測因布朗運(yùn)動而產(chǎn)生的散射光強(qiáng)的漲落，從而得到散射質(zhì)點(diǎn)動態(tài)行為的信息。樣品的流體力學(xué)半徑是在估算擴(kuò)散系數(shù)的基礎(chǔ)上，通過StokesEinstein11式得到的rh=kBT6D（1式中:T為溫度（K;為連續(xù)相的黏度（Pas;kB為波爾茲曼常數(shù)（J/K;D為擴(kuò)散系數(shù)（m2/s。實(shí)馬時(shí)，先冷態(tài)開機(jī)預(yù)熱30min,然后將配制好的一系列不同濃度的表面活性劑溶液放入臂長為1cm聚苯乙烯樣品池中，采用背散射模式、173檢測角進(jìn)行測量。1.2.2 液晶樣品微觀結(jié)構(gòu)的鑒別、觀察將樣品置于兩正交偏光鏡之間，若樣品明亮，則為液晶；若樣品黑暗，

10、則為各向同性溶液。具有偏光現(xiàn)象的液晶樣品的微觀結(jié)構(gòu)由日本NikonPolarizingMicroscopeECLIPSE50iPOL型熱臺偏光顯微鏡觀察并拍攝。1.2.3 溶液流變性質(zhì)的測定混合溶液的流變性質(zhì)測定采用美國BrookfieldLVDVProgrammableRheometer流變儀。溫度及切速變換速率均由程序控制，溫控精度為0.01。1.2.4 溶液中表面活性劑聚集體微觀結(jié)構(gòu)的觀察利用負(fù)染色技術(shù)（醋酸雙氧鈾以及JEM100CX型透射電子顯微鏡（日本產(chǎn)對樣品進(jìn)行觀察并拍攝。先將恒溫保存的樣品滴到噴碳銅網(wǎng)上，保持10s左右，使其充分附著在銅網(wǎng)上；然后用濾紙?jiān)阢~網(wǎng)邊緣吸掉多余的液體，配

11、制醋酸鈾溶液，將其滴在平整的蠟盤上；然后將附有一薄層樣品的噴碳銅網(wǎng)倒扣在醋酸鈾液滴上使其充分染色90s;最后取出樣品，晾干后，通過TEM觀察并且拍攝。2結(jié)果與討論2.1 水溶液中TA100聚集體的尺度動態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)是在表面活性劑TA100質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍大于臨界膠束濃度（CMC,并且在溶液中沒有沉淀生成的情況下進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)得出的粒徑是溶液內(nèi)表面活性劑聚集體的有效水力學(xué)直徑。圖1為不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的TA100溶液表面活性劑聚集體粒徑分布情況。由圖可知，對于所研ChinaAllrightsreserved.PublishingHouse.19M-2011AcademicJournalElectronic究

12、質(zhì)圖1不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的TA100水溶液中聚集體粒徑分布圖Fig.1SizedistributionofsurfactantaggregatesinTA100aqueoussolutionwithdifferentconcentrations187第2期郭弈光，等:雙十八烷基二甲基氯化俊水溶液的性質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)的表面活性劑溶液而言，溶液中均為粒徑不等的表面活性劑聚集體共存。當(dāng)表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較低的時(shí)候，溶液中較小粒徑的聚集體占優(yōu)勢：平均為2030nm,與之共存的少量較大表面活性劑聚集體的尺寸從幾十到幾百納米不等。隨著表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增加，聚集體的尺寸也不斷增大，而且較大聚集體在溶液中

13、所占比例不斷提高。當(dāng)表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5.0%的時(shí)候，溶液中較小聚集體的平均粒徑增長到5060nm,與之共存的較大表面活性劑聚集體的平均水力學(xué)直徑則可達(dá)400500nm。然而，當(dāng)溶液中TA100的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到6.0%的時(shí)候，聚集體的平均粒徑卻呈現(xiàn)下降趨勢。表面活性劑聚集體的大小及形態(tài)不僅與溶劑性質(zhì)密切相關(guān)，而且很大程度上取決于其分子間的靜電與疏水作用力大小。2.2 液晶相性質(zhì)溶致液晶是表面活性劑體系的一種重要締合結(jié)構(gòu)，是熱力學(xué)穩(wěn)定的透明的黏稠體系。溶致液晶可應(yīng)用于食品、化妝品、洗滌劑、3次采油、液晶功能膜、液晶態(tài)潤滑劑等與生活息息相關(guān)的各領(lǐng)域，并在生物化學(xué)中具有模擬細(xì)胞膜的作用。研究表明,

14、雖然溶致液晶的存在是表面活性劑水體系的一個(gè)重要特征，但是如果表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于20.0%12,呈現(xiàn)液晶態(tài)結(jié)構(gòu)是十分罕見的。然而，對于目前所研究的表面活性劑溶液而言，對形成液晶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求卻大大降低。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)TA100的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于3.0%時(shí),溶液中均有各相異性的液晶出現(xiàn)。顯然，對于此體系而言，雖然表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于20.0%卻能呈現(xiàn)明顯的液晶現(xiàn)象，這主要是由于與傳統(tǒng)表面活性劑相比，TA100本身含有兩個(gè)相對較長的疏水鏈，導(dǎo)致所形成的聚集體疏水作用較強(qiáng)，疏水基逃逸水相的趨勢增大，利于其進(jìn)一步有序排列，從而導(dǎo)致較低濃度下液晶的生成。溶致液晶的結(jié)構(gòu)類型與其組元分子的結(jié)構(gòu)因子f

15、13有關(guān):f=Va0L0(2式中:V表示表面活性劑分子疏水鏈的體積；a0為其親水基團(tuán)的截面積；L0為其疏水鏈長。當(dāng)為1/31/2時(shí),形成六角液晶；當(dāng)f為1/21時(shí)，形成層狀液晶。本體系表面活性劑為單頭雙尾表面活性劑，a0較小,V較大，因而f值較高，應(yīng)該更傾向于形成層狀液晶。圖2為本體系的溶致液晶的偏光紋理照片，照片是明顯的十字花紋，是典型的層狀液晶的特征14。2.3 表面活性劑聚集體微觀結(jié)構(gòu)圖3給出了w=0.5%TA100溶液內(nèi)部聚集體微觀結(jié)構(gòu)照片。由圖可知，此質(zhì)量分?jǐn)?shù)下表面活性劑聚集體為類球形膠束，平均粒徑約為30nm。而與之共存的大聚集體則更不規(guī)則，從球形過渡到近似柱狀，見圖3(a。若將這

16、些聚集體放大觀察，發(fā)現(xiàn)這些大的聚集體都是由細(xì)長的棒狀膠團(tuán)聚集而成，見圖3(boTanford計(jì)算表面活性劑鏈長公式15:lC=0.15+0.1265nC(3式中nC*1ir是烷姓鏈的碳原子數(shù)。圖2溶致液晶的偏光紋理照片（w=4.8%Fig.2Textureofliquidcrystalformedinw=4.8%TA100aqueoussolutio圖3w=0.5%TA100溶液內(nèi)部聚集體透射電子顯微鏡照片F(xiàn)ig.3TEMphotosofsurfactantaggregatesinw=0.5%TA100aqueoussolution由式（3可知，對18個(gè)碳原子的烷姓鏈而言188華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)

17、（自然科學(xué)版第37卷lC=2.427nm，雙分子層厚度為4.854nm。由圖3（b可知,這些棒狀膠束的平均粒徑約為5nm,與碳鏈由18個(gè)碳原子組成的表面活性劑的雙分子層厚度相符。該棒狀膠束的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4甲。叫彳叫仁1。03町e陰四口!電Jddrsouknp照支口/pjonsrcgCiA叼VilqSpr?CMuh所示。圖4棒狀膠束的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.4Sketchmapofarodlikemicelle圖5為w=5.0%TA100溶液內(nèi)部聚集體微觀結(jié)構(gòu)照片。由圖可知，此質(zhì)量分?jǐn)?shù)下表面活性劑聚集體為更大、更不規(guī)則的聚集體與較小的類球形膠束共存。部分較大尺寸的粒子相互之間進(jìn)一步連接，搭成架子形成

18、擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使溶液黏度明顯提高。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，這些大的聚集體同樣由細(xì)長的棒狀膠團(tuán)聚集而成。圖5w=5.0%TA100溶液內(nèi)部聚集體透射電子顯微鏡照片F(xiàn)ig.5TEMphotosofsurfactantaggregatesinw=5.0%TA100aqueous2.4溶液的流變性質(zhì)2.4.1 混合溶液的黏度圖6給出了313K、剪切速率為13.2s-1時(shí)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)TA100溶液的黏度。由曲線可知，當(dāng)TA100質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于4.0%時(shí)，溶液黏度較??；隨著溶液中TA100質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，溶液黏度迅速增大，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5.2%時(shí),溶液黏度達(dá)到最大值；然而，若繼續(xù)提高溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)，溶液黏度有所降低。溶

19、液黏度的變化趨勢與溶液中聚集體的有效水力學(xué)直徑變化趨勢一致。2.4.2表面活性劑溶液的流型及特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)測定了313K、表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)剪切應(yīng)力隨表觀剪切速率的變化曲線（圖7。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在選定的剪切速率范圍內(nèi)，寸寸UI當(dāng)溶液中表面活性圖6溶液黏度隨溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化曲線Fig.6Variationofviscosityofsolutionwithsurfactantconcentration劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低(2.0%時(shí)，混合溶液保持牛頓流體的特點(diǎn)，其黏度不隨外界切力而變，是個(gè)常數(shù),切力與切速成正比，流變曲線為直線且通過原點(diǎn)，即在任意小的外力作用下液體就能夠流動，典型的曲線見圖7(a

20、,圖7(bo然而，隨著表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高(3.0%,混合溶液的流型隨之發(fā)生變化，由牛頓流體轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄粤黧w。事實(shí)上，塑性流體是與分散相中粒子的相互接觸密切相關(guān)的。對于本文所研究的體系，我們認(rèn)為膠束之間的相互作用是影響塑性流體的直接原因。一般而言，屈服值可以給出膠束間相互作用強(qiáng)弱的信息。通常情況下，塑性流體的屈服值分為靜切力fL、動切力fB以及體系開始層流時(shí)之切力fM。其中fM的意義比較明確，可以看作體系中粒子間的結(jié)構(gòu)完全被破壞，完全以單個(gè)粒子或結(jié)構(gòu)單元存在于流動體系中時(shí)的切力。因而，可以根據(jù)fM的大小判斷破壞體系結(jié)構(gòu)的難易程度，從而可以推斷出溶液內(nèi)部膠束之間相互作用的強(qiáng)弱。通常認(rèn)為,只有體

21、系中粒子達(dá)到彼此可以相互接觸時(shí)，才會出現(xiàn)塑性現(xiàn)象。對于目前所研究的表面活性劑溶液而言，當(dāng)表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3.0%時(shí)，溶液中形成了宏觀上可見的明顯的液晶。這些液晶的有序組合體彼此相互接觸，在剪切過程中呈現(xiàn)了塑性特征。結(jié)合體系膠束形態(tài)及fM，列表如表1。由表1可知，當(dāng)溶液中表面活性劑以球形或類球形膠束存在的時(shí)候，聚集體間相互作用較弱,fM較低;當(dāng)溶液中表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高時(shí)，溶液中出現(xiàn)形狀不規(guī)則的較大膠束，這些膠束互相交搭，形成擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了被破壞的難度,fM較大?？梢奻M為膠束間相互作用力大小的度量。2.4.3系統(tǒng)的觸變性質(zhì)所謂觸變性是指一些體系在攪動或其他機(jī)械作用下，體系的黏度

22、或切力隨時(shí)間變化的一種流變現(xiàn)象。一般而言，具有負(fù)觸變189第2期郭弈光，等:雙十八烷基二甲基氯化俊水溶液的性質(zhì)w(%:a1.0;b2.0;c3.0;d4.0;e5.0;f6.0圖7不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)表面活性劑溶液剪切速率與剪切應(yīng)力的關(guān)系(T=313KFig.7Relationshipbetweenshearstressandshearrate表1不同表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)下屈服值fMTable1Microstructureandyieldvalueforsurfactantsolutionwithdifferentmassfractionw/(%主要聚集體形態(tài)平均粒徑/nmfM/Pa0.5類球型-200

23、2.0類球型-2003.0類球型-201.94.0類球型302.0較大膠束2005.0類球型-6015.7不規(guī)則較大膠束5006.0類球型-405.6不規(guī)則較大膠束500性的體系，絕大多數(shù)為高分子溶液，在分散體系內(nèi)極為罕見。目前，對表面活性劑溶液有關(guān)負(fù)觸變性的報(bào)道更是寥寥無幾。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，隨著溶液中表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的改變，體系的觸變性質(zhì)也發(fā)生規(guī)律的變化。隨著表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高,體系由牛頓型流體過渡為負(fù)觸變流體然后又變?yōu)閺?fù)合觸變流體，見圖8。溶液性質(zhì)的變化與溶液內(nèi)部膠束結(jié)構(gòu)變化的一致性。當(dāng)溶液中表面活性劑聚集體為較小球形或類球形膠束的時(shí)候，體系的黏度與外加切力無關(guān)，屬于牛頓型流體。當(dāng)

24、表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高，溶液中為較大膠束的時(shí)候，這些大的聚集體逐漸趨于有序排列，最終導(dǎo)致液晶的生成。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)w=3.0%時(shí),TA100溶液表現(xiàn)為明顯的負(fù)觸變性。這主要是由于此時(shí)溶液中分散相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，而且粒子之間彼此是分散的，不是聚結(jié)的。當(dāng)切力不太大時(shí)，粒子是全散開的，如圖9所示;當(dāng)切力增大后,有許多粒子被攪在一起，雖然此種結(jié)合并不穩(wěn)190華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版第37卷fi4i0501。01502。.如震s一KgsGW一第2期郭弈光,等：雙十八烷基二甲基氯化俊水溶液的性質(zhì)191定，但是增加流動阻力是完全可能的16,攪動越劇烈，這種暫時(shí)結(jié)合自然也越多,阻力也越大。顯然在攪動時(shí)圖中

25、右側(cè)的結(jié)構(gòu)是很勉強(qiáng)存在的，所以隨著切力的減小，粒子又慢慢彼此分開，當(dāng)外部切力完全消除后,體系就會恢復(fù)到原來的狀態(tài)?？梢?，這種體系具有時(shí)間效應(yīng)的可逆切稠現(xiàn)象，即具有負(fù)觸變性。不規(guī)則的表面活性劑聚集體與較小的類球形膠束共存,且部分較大聚集體之間相互連接,交搭成擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通常情況下，流體內(nèi)部相互聯(lián)接的較大尺寸的膠束是使溶液產(chǎn)生正觸變性的主要因素，對于那些較大的表面活性劑聚集體而言，由于粒子尺寸較大,靜止時(shí)相互之間搭成架子形成擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨著剪切力的增大，粒子間擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)逐漸被破壞,粒子間的距離被拉開。顆粒間的作用力由排斥轉(zhuǎn)變?yōu)槲?，表現(xiàn)出來的視黏度也隨著下降。在外部剪切力消除后，團(tuán)聚體顆

26、粒間的吸引力以及布朗運(yùn)動使得體系又恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)的擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?？梢姴鹕⒓盎謴?fù)過程均需要有一定的時(shí)間，從而使體系體現(xiàn)出正觸變性行為。正是這種較大表面活性劑聚集體所表現(xiàn)的正觸變性和分散的較小表面活性劑聚集體表現(xiàn)的負(fù)觸變性綜合作用的結(jié)果，使體系表現(xiàn)為復(fù)合觸變性。3結(jié)論采用動態(tài)光散射、透射電子顯微鏡、偏光顯微鏡等手段研究陽離子表面活性劑雙十八烷基二甲基氯化俊(TA100水溶液內(nèi)部聚集體的大小和形貌、溶液的流變性質(zhì)，以及TA100表面活性劑形成的溶致液晶相微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明對于所研究質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)的表面活性劑溶液而言，當(dāng)表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較低的時(shí)候，溶液中主要為較小粒徑的類圖8不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的觸變

27、性質(zhì)(T=313KFig.8Thixotropicpropertyofaqueoussolutionwithdifferentsurfactantmassfraction*求形聚集體(2030nm,隨著表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增加，溶液中出現(xiàn)了與之共存的尺寸較大(400500nm的不規(guī)則表面活性劑聚集體，且其在溶液中所占比例隨表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的改變而改變。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)表面活性劑溶液中聚集體的形貌及其相互作用的差異導(dǎo)致溶液流變性質(zhì)的不同，溶液中表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時(shí)，混合溶液為牛頓型流體；隨著表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，混合溶液由牛頓流體轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄粤黧w。體系的觸變性質(zhì)也隨之發(fā)生規(guī)律的變化，由

28、牛頓型流體過渡為負(fù)觸變流體然后又變?yōu)閺?fù)合觸變流體。偏光顯微技術(shù)觀察結(jié)果顯示，TA100本身兩個(gè)相對較長的疏水鏈導(dǎo)致其所形成的聚集體疏水作用較強(qiáng)，利于進(jìn)一步有序排列，從而導(dǎo)致較低質(zhì)量分?jǐn)?shù)下十字花紋理層狀液晶的生成。圖9球形聚集體產(chǎn)生剪切增稠現(xiàn)象示意圖Fig.9Sketchmapforthephenomenonproducedbysphericalaggregatesthickeningwithtimewhentheyundergoshear當(dāng)溶液中表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5.0%時(shí)，溶液呈現(xiàn)明顯的復(fù)合觸變性，說明溶液中有數(shù)量相當(dāng)?shù)膬煞N不同結(jié)構(gòu)的表面活性劑聚集體共存。參照透射電子顯微鏡照片可知，此

29、時(shí)溶液中較大的且1PaezA,HoweA.Cationicemulsifiers:Anemergingtrendin參考文獻(xiàn):192華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版skincareJ.CosmeticsandToiletriesManufactureWorldwide,2007,30:6771.第37卷behenyltrimethylammoniumchloride/1hexadecanol/waterternarysystemJ.JColloidInterSci,2006,302(1:341346.91011劉茂揚(yáng),徐海濤.雙十八烷基二甲基氯化俊合成工藝的研究J.精細(xì)石油化工,1993(4:34

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