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摘 要

本文首先综述介绍了Gemini表面活性剂的特征、结构分类以及应用和发展趋势,

接着在正文的第二章、第三章对现在新兴的含酯基Gemini咪唑型表面活性剂与传统的阴离子表面活性剂复配体系的胶束化行为和乳化性能进行研究，通过电导率法分别测得了新型的含酯基的Gemini咪唑型表面活性剂[C₁₂im]₂、[C₁₄im]₂的临界胶束浓度（CMC）以及在和SDS的不同配比混合摩尔体系下的临界胶束浓度（CMC）。最后在查阅相关文献后，从实际出发使用特定的模型从所测得的数据得出混合溶液中表面活性剂的摩尔分数和分子间的相互作用参数。含酯基的Gemini咪唑型表面活性剂和阴离子表面活性剂复配摩尔比8:2、6:4、4:6、2:8时，这些复配比例对应的相互作用参数经过计算，均小于0，这样就说明了含酯基Gemini咪唑型双子表面活性剂和SDS混合后的吸引力变强，这两种SAA混合后分子内部的作用力是处于互相吸引的状态。通过测定复配体系的乳化性可以看出，复配后的体系的乳化性能较好，这是由于复配溶液中既有正电荷，也有负电荷，它们之间存在相互吸引力，这样的吸引力导致溶液内部的分子排列密集且规整，收到外力搅动不容易、甚至不会发生破裂，这才说明溶液的乳化稳定性强。

关键词：Gemini表面活性剂；十二烷基硫酸钠；混合性质；电导率

The mixed properties and co-emulsification properties of gemini imidazole surfactants and anionic surfactants SDS

Abstract

This paper first introduces the characteristics, structure classification, application and development trend of Gemini surfactants,Then, in the second chapter and chapter 3, the micellar behavior and emulsifying properties of the existing ester base Gemini imidazole type surfactant and the traditional anionic surfactant complex system were studied. The critical micelle concentration (CMC) of the new ester-based Gemini imidazole type surfactants [C₁₂im]₂, [C₁₄im]₂ and the critical micelle concentration (CMC) in the mixed molar system with different ratios of SDS ). Finally after consulting relevant literature, embarks from the actual use of a particular model from data measured by the mixed surfactant in the solution of the mole fraction and the intermolecular interaction parameters. When the molar ratio of Gemini imidazole type surfactant to anionic surfactant is 8: 2, 4: 4, 4: 6, 2: 8, the corresponding interaction parameters of the compound ratio are calculated, 0, which shows that the ester-based Gemini imidazole-type gemini surfactant and SDS after the attraction of the strong, the two SAA mixed between the molecules of the force is in a state of mutual attraction. By determining the emulsification of the complex system, it can be seen that the emulsified property of the complex system is better because of the positive charge and the negative charge in the complex solution, and there is mutual attraction between them. Force caused by the internal structure of the solution dense and structured, received external force is not easy to stir, or even no rupture, this shows that the emulsion stability of the solution.

Keywords:Gemini surfactant;Sodium dodecyl sulfate; mixed nature;Electrical conductivity

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1 双子表面活性剂简介 1

1.1.1 双子表面活性剂结构及分类 1

1.1.2 双子表面活性剂的突出性能 2

1.1.3 双子表面活性剂实际应用 5

1.1.4 双子表面活性剂的制备 7

1.1.5阳离子型双子表面活性剂的研究进展 7

1.2 阴离子表面活性剂简介 7

1.2.1 阴离子表面活性剂分类和应用 7

1.3 双子表面活性剂复配性能的研究 8

1.3.1表面活性剂复配原理及影响因素 8

1.3.2 双子表面活性剂复配性能研究 8

1.4 本文总体思路 8

第二章 实验部分 9

2.1 药品与仪器 9

2.2 配制单一表面活性剂溶液 9

2.3 配制混合表面活性剂溶液 9

2.4 表面活性剂溶液的电导率测定 10

2.5复配体系的乳化性能 10

第三章 结果与讨论 11

3.1 单一表面活性剂溶液的电导率测定 11

3.2混合表面活性剂溶液的电导率测定 12

3.3混合表面活性剂胶束化热力学 15

3.4 复配乳化 16

第四章 结论与展望 18

4.1 结论 18

4.2 展望 18

参考文献 19

致谢 21

第一章 前言

1.1 双子表面活性剂简介

表面活性剂（Surface Active Agent，简称SAA)）是一种以降低水的表面能、并且溶于水的物质。1980年后，日本的学者Okahara和他的同事合成并研究了柔性基团连接离子头基的若干双烷烃链表面活性剂，而到了1991年Menger合成了的刚性基团联接离子头基的双烷烃链表面活性剂,才给这种类型顺序排列的两亲分子起名:Gemini(双子)表面活性剂^[2]。有研究学者指出，这种新型的刚性基团联接离子头基的双烷烃链SAA的水溶性比传统SAA的水溶性能好的同时，它的克拉夫特点（Krafft）也更加的小。在这种新型的表面活性剂还未问世的时候，实验室工作者在设法降低表面活性剂的水溶性又要保持Krafft点不变的同时，往往牺牲了表面活性剂的表活性，拥有这样良好水溶性和较低Krafft点的表面活性剂的表活性甚至达不到使用要求；反之，要想进一步提高表面活性剂的表面活性，随之带来的水溶性变差、Krafft点上升也是导致表面活性剂成功改良任务变得举步维艰的原因之一。相对于传统单链表面活性剂来说，这样的新型表面活性剂则没有这样的困扰，除此之外还有更好的协同作用、助长水溶性以及流变性和生物安全等等。

1.1.1 双子表面活性剂结构及分类

图1 普通与Gemini型表面活性剂的对比图

由图中的普通SAA与双子SAA的结构示意图可以简单得出，双子SAA比传统SAA剂多出了1个烷基链、1个联结基和1个头基。可以猜想表面活性剂性能的改善会不会和多出来的结构、结构数量由关系。有关研究也指出，在联结基性质和所处的位置角度看，这些都对Gemini表面活性的物理、化学性能有很大的影响，通俗一点就是，联结基应该在Gemini表面活性剂的亲水基越近越好，联结基离亲水基越远甚至当它靠近疏水基的另一端时，这种物质即变为另一种特殊的表面活性剂，就是Bolafom型表面活性剂^[3]。从已经报道的文献来看，Gemini表面活性剂的结构都有以下几个特点^[4]：

1. 至少有2个疏水链，表面活性剂拥有较长的疏水链有利于憎水性能。至少还有2个亲水基（亲水基也叫作疏油基团），拥有的亲水基越多说明这样的表面活性剂润湿性能好。
2. 疏水链大部分是-CH结构，但是最近的研究中也有碳氟链出现；
3. 阴离子、阳离子或者为两性离子都可以作为亲油基团；
4. 间隔基的种类很多。可以是含有较短-CH的刚性和包括较长-CH的柔性。还会因为间隔链内部的原子不同而分亲油或亲水；
5. 也有很多的Gemini表面活性剂出现过疏水链的数量和亲水基的数量一致的情况。

双子表面活性剂的种类很多，分类也很复杂，但我们可以从不同的角度对表面活性剂进行分类^[5]。

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