正负离子表面活性剂间相互作用的调控及复配系统相行为研究

正负离子表面活性剂复配系统的相行为是近年来的研究热点之一。研究对象:反离子不同的gemini表面活性剂12-3-12,2X与十二烷基磺酸盐YAS、头基和尾链数目不同的十二烷基溴化季铵盐系列与NaAS或月桂酸钠NaL复配系统。探索反离子和分子结构的改变等内因及温度改变和盐、极性有机物、高分子物质和离子液体的加入等外因对正负离子表面活性剂间相互作用的调控及系统胶束化作用和双水相行为的影响。对12-3-12,2X/YAS/H2O(或YX水溶液)系统，阐明不同无机离子的特异反离子效应和同离子效应差异。探求双水相系统发生相反转的本质原因，提出双水相系统相反转的理论模型。结合溶液理论或在建的分子热力学模型，确立表征正负离子表面活性剂间相互作用强弱的量度，从表面活性剂间相互作用强弱的角度，调控系统相行为并阐释双水相形成机理。为揭示目前尚不十分清楚的双水相形成机理这一重要理论问题提供基础数据和实验依据。

研究了不同反离子的gemini表面活性剂12-3-12,2X与十二烷基磺酸盐YAS、头基和尾链数目不同的十二烷基溴化季铵盐系列与NaAS或月桂酸钠NaL复配系统的胶束化作用和相行为。探索了反离子和分子结构的改变等内因及温度改变和盐、短链醇和离子液体的加入等外因对正负离子表面活性剂间相互作用及系统胶束化作用、双水相行为、聚集体微观结构和性质的影响及调控。从无机阴、阳离子间，无机反离子与表面活性剂离子头基间，带相反电荷的表面活性剂离子头基间的水亲合性匹配与否阐释了无机反离子和无机同离子的特异效应。从多方面深入探讨了诱导双水相系统发生相反转的主要因素，为建立双水相系统相反转的理论模型提供了坚实的理论和实验依据。构建了电离的Margules模型描述复配系统的胶束化作用并提供了相关参数作为正负离子表面活性剂间相互作用强弱的量度。该模型克服了广泛应用的正规溶液理论不适用于非对称体系且模型参数βm与组成有关的弱点，相比于Blankschtein的分子热力学模型，其模型参数易于获取、应用方便且合理考虑了离子表面活性剂的电离及反离子的结合问题，提供了一种描述正负离子表面活性剂复配系统和含离子表面活性剂的复配系统胶束化作用的实用方法。基于实验结果和热力学胞腔模型，分析了静电相互作用的改变对双水相分离模式的影响，提出了两种双水相分离模式，对双水相的分离有了更深层次的认识。对CTAB/NaAS/NaBr/H2O复配系统的粘度峰起源进行了深入探讨，并从流变行为的角度阐释了盐诱导的双水相系统的起源。为深入阐释双水相形成机理等重要理论问题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。本课题的实施为人才培养提供了条件，已培养了4位硕士。本课题也启发了今后的研究思路，如一些生物大分子的离子或有机离子所起作用更加丰富，其特异离子效应更值得关注。