正负离子表面活性剂复配系统流变性质的特异离子效应

在胶体和界面化学领域，许多现象有显著的特异离子效应，正负离子表面活性剂复配系统流变性质的离子特异性尚需系统研究。将对月桂酸碱金属盐或十二烷基磺酸碱金属盐与具有不同链长和不同反离子的烷基三甲基铵盐系列复配系统的相行为和流变性质的离子特异性进行研究。对十六烷基三甲基溴化铵/十二烷基磺酸钠/H2O系统在三维相图各相区的流变性质进行测定。温度、浓度、配比、无机盐以及表面活性剂的链长、离子头基、无机反离子，均会影响表面活性剂间相互作用的强弱，将探讨这些因素对聚集体的微观结构及系统相行为的影响。结合微观结构表征和流变性质测定，探讨粘度极大值的起源问题。以复配系统由均相向双水相的转变过程中，流变性质和微观结构的变化规律为切入点，探讨双水相的形成机理。流变性质是系统微观结构及内部基团间相互作用的体现，是系统应用的重要参数，本研究可为相关领域的基础理论和应用研究提供实验依据。

无机离子对正负离子表面活性剂复配系统(简称C-A系统)的相行为和流变性质的影响表现出显著的特异性。选取水亲合性不同的两类负离子表面活性剂：十二烷基磺酸盐X+AS–和月桂酸盐X+L–系列,分别与十六烷基三甲基铵盐C16TA+Y–系列进行复配，考察无机离子的改变对C-A系统相行为和流变性质的影响。离子特异效应与反离子和离子头基间、无机正负离子间、带相反电荷离子头基间的水亲合性匹配，无机离子对带相反电荷离子头基间的静电吸引以及过量的同电性离子头基间的静电排斥的屏蔽效应等诸多因素有关，离子与水之间的氢键作用也有一定影响。此外还考察了表面活性剂的分子结构、无机反离子与表面活性离子的配比、浓度、温度等因素的影响规律。表面活性剂的分子结构，如离子头基和尾链数目、尾链长度及离子头基类型等直接影响表面活性剂的相互作用和在聚集体中的堆积、聚集体的结构形成及结构随配比的变化规律，进而影响系统的相行为和流变性质。C-A系统中的平均链长增长，疏水性增强，有利于棒状胶束或虫状胶束的形成和尺寸的增大，剪切粘度峰值随之增大。考察了外加自身无机离子X+和Y–形成的盐效应，反离子与聚集体中过量的头基离子间结合的强弱程度，显著影响聚集体结构变化规律和无机盐浓度对值的影响规律；立体相图上不同区域，无机反离子与表面活性离子的配比可由0变化到极大数值，反离子为X+或Y–时，反离子结合度及静电屏蔽效应不同，显著影响配比不同的均相系统峰位置。C-A系统峰值随浓度的变化规律受诸多因素影响，如带相反电荷的离子头基间的水亲合性匹配与否、C-A系统的平均链长、所处的温度区间等。温度升高，尾链的疏水性减弱，水的 降低，带相反电荷离子头基间的静电引力及过量的同电性离子头基间的静电斥力均增强，C-A系统微观结构及相行为随温度的变化是它们综合作用的结果，部分C-A系统出现0随温度升高而增大的反常现象，动态流变实验结果表明浓度、水亲合性匹配与否对其所形成的虫状胶束结构的稳定性有显著的影响。对分子结构不同的C-A系统的峰起源进行了深入探讨，从C-A系统微观结构演变和流变行为的角度阐释了双水相系统的起源。为阐释C-A系统流变规律、离子特异性效应等重要理论问题及C-A系统在相关领域的实际应用提供了数据基础和实验依据。部分成果发表在J. Phys. Chem. B 和Colloids Surfaces A等期刊上。