《表面活性剂化学与工艺学》课程思政设计与实施

加强课程思政是落实立德树人根本任务的重要举措。《表面活性剂化学与工艺学》是北京工商大学应用化学专业极具特色的专业核心课程,通过明确课程思政目标,梳理思政元素,将“知识线”与“思政线”有机融合,完善课程教学设计。依托实践教学,丰富教学方式,使学生在学习、实践中进一步强化课程思政教育,提升人才培养质量。

肉豆蔻酰基氨基酸表面活性剂泡沫性能及其离子特异性效应

采用吊片法和鼓气法分别测定两类表面活性剂——肉豆蔻酰基β-丙氨酸钾/钠(MAP/MAS)和肉豆蔻酰基牛磺酸钾/钠(MTP/MTS)的表面张力和泡沫性能,并研究添加无机盐和有机铵盐对MAS与MTS泡沫性能的影响。结果表明,两类表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)与反离子类型相关,MTP的起泡性弱于MTS但稳泡性高于MTS;除四丁基溴化铵(TBAB)外,盐的添加均可显著提升两种表面活性剂的稳泡性,而对起泡性的影响不明显;添加阳离子对两种表面活性剂的泡沫性能的影响与其亲水基类型相关,MTS/盐体系的离子特异性效应比MAS/盐体系更为显著,其稳泡性在添加K+时达到峰值,而MTS/TBAB的消泡性能最为显著。

Hofmeister效应对表面活性剂聚集行为影响研究进展

综述了Hofmeister效应对离子表面活性剂、非离子表面活性剂及表面活性剂复配体系聚集性能的影响。从分子间相互作用力的角度出发,重点介绍了有机盐与无机盐影响离子型表面活性剂聚集行为的作用机制和规律,通过一些经典理论模型和方法分析了盐类对表面活性剂聚集能力影响程度不同的原因。同时,概述了表面活性剂泡沫性能与Hofmeister效应之间的关系。最后根据表面活性剂在实际应用中发挥的作用,提出了对表面活性剂Hofmeister效应的研究方向的个人看法。

离子特异性效应对月桂酰基谷氨酸钠泡沫性能的影响

利用泡沫扫描分析仪(FOAMSCAN)采用鼓气法测定了月桂酰基谷氨酸钠(LES)在不同阳离子条件下的泡沫性能,对比了无机盐和有机盐对表面活性剂泡沫稳定性的影响,发现除四丁基溴化铵(TBAB)外,添加盐能够明显促进表面活性剂泡沫的稳定性,而对起泡性的影响不明显,TBAB体现明显的消泡性。此外,盐的浓度同样对表面活性剂的泡沫性能有影响。实验结果表明,大部分盐随着浓度的增加,表面活性剂泡沫的稳定性先增加后减弱。

脂肪酰基氨基酸表面活性剂亲/疏水基结构对界面性质的影响

以月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯分别与丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸反应制备了9种脂肪酰基氨基酸表面活性剂。通过表/界面张力测试及界面扩张流变实验,探究了亲/疏水基的协同作用对脂肪酰基氨基酸表面活性剂界面行为的影响。结果表明,与脂肪酰基丙氨酸相比,脂肪酰基丝氨酸和脂肪酰基苏氨酸表面活性剂α取代基中的羟基有助于增强分子间氢键作用、提高界面活性并促进表面活性剂分子在界面上的紧密排列。同时,脂肪酰基碳链长度的增长可使氨基酸α取代基对表面活性剂界面性质的影响更加显著,而氨基酸α极性取代基有利于长链脂肪酰基表面活性剂的亲水亲油平衡,改善其界面性能。由于羟基和长链脂肪酰基的协同增效,棕榈酰基丝氨酸表面活性剂(C16Ser)的临界胶束浓度(CMC)可降至3.9×10^(–4)mol/L,该浓度下的表面张力(γCMC)可降至27.60 mN/m,分子最小截面积低至0.87 nm^(2),界面扩张模量可达47.60 mN/m。脂肪酰基氨基酸表面活性剂的α取代基中的羟基与长脂肪酰基在提高界面性能方面相互配合,呈现出良好的协同效应。