活性偶联剂改性纳米凹凸棒/不饱和聚酯聚氨酯复合材料的研究

采用丙烯酰氯和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)通过取代反应合成活性偶联剂,纳米凹凸棒(AT)经活性偶联剂改性后与不饱和聚酯聚氨酯树脂接枝得到不饱和聚酯聚氨酯纳米复合材料。用X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、力学性能等检测对纳米复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明当加入质量分数为1.5%的改性纳米AT时,纳米复合材料的晶型没有被破坏。纳米粒子不但能够在UPPU基体中达到均匀分散,且其机械性能有一定改观。

偶联表面活性剂和传统表面活性剂混合水溶液的性质

研究了偶联正离子表面活性剂12-3-12,2Br-和传统负离子表面活性剂SDS复配体系的液相性质,考察了两表面活性剂的混合比对复配体系的表观现象、流变性、电导性等物理化学性质的影响。结果表明该体系同传统的正、负离子表面活性剂复配体系相似,在一定的混合比范围内出现了液晶区和双水相区。偶联表面活性剂的特殊结构及其与传统表面活性剂的协同作用决定了此体系中液晶相、双水相的独特性质。此外,溶液混合比的变化对溶液的流变性及导电能力的影响很大。冷冻蚀刻技术,负染色技术以及透射电子显微技术对溶液内部胶束微观结构的研究表明,溶液的混合比影响着胶束的形态从而影响了溶液的粘度及电导率。

偶联表面活性剂在气/液界面上的区域形貌

测定了偶联表面活性剂propilidene-1,3-bis(dimethyloctadecylammonium bromide)(PBDOAB)在0.005 mol·L^(-1)NaBr溶液气/液界面上的分子面积和表面压-分子面积等温线。用自制的Brewster角显微镜观察了PBDOAB在该溶液的气/液界面上的区域结构。结果表明,PBDOAB在0.005 mol·L^(-1)NaBr溶液的气/液界面上生成了凝聚态的单分子膜;观察到在界面上形成了环形的区域结构;在环形结构内的分子取向呈中心对称。

阳离子型偶联表面活性剂溶液的表面张力和电导率

合成了3种季胺盐型偶联表面活性剂C12H25N(CH3)2—CnH2n—(CH3)2NC12H25,2Br-1(n=3,4,6),测定了不同浓度水溶液的表面张力和电导率,并得到临界胶束浓度(CMC)、偶联表面活性剂在气-液界面上的吸附量、单个分子的面积和胶束电离度。结果表明:与相应的单头基单尾链表面活性剂相比,偶联表面活性剂具有很低的CMC和很强的表面活性,联接基团对其性能有较大影响。

偶联表面活性剂与传统表面活性剂混合溶液的双水相

研究了偶联表面活性剂(Geminis,12-3-12,2Br)和传统表面活性剂(SDS)混合体系双水相的性质。结果表明:该系统在很低的总浓度下(0.03mol/L)能够形成双水相。双水相的区域非常狭窄,且分相溶液中正负离子表面活性剂的比值随着表面活性剂总浓度的变化而线性改变。双水相的表观现象也因表面活性剂总浓度的不同而异。采用冷冻蚀刻技术、负染色技术及透射电子显微镜观察得到的结果表明,双水相中两相的微观结构明显不同,胶团和囊泡可以共存。偏光显微照片显示该系统有独特的液晶结构。

阳离子型偶联表面活性剂改性硝酸铵性能研究

对阳离子型偶联表面活性剂膨化处理的改性硝酸铵进行了电镜扫描、孔径与孔容分布、粒径分布、比表面积、抗吸湿结块性及爆炸性能的实验研究，结果表明：同普通硝酸铵相比，阳离子型偶联改性硝酸铵的晶形不规则，富含气孔；比表面积大，可达3869．56cm^2／g；95％有效孔径处于介孔范围，有较小的粒径范围，主要分布在10～1000μm范围内；并且有良好的抗吸湿结块性，改性硝酸铵的吸湿率比普通硝酸铵的吸湿率降低约60％，抗压破坏力仅为普通硝酸铵的1／6，用其制得的粉状工业炸药具有更好的物理性能和爆炸性能。

醇链长对阳离子偶联表面活性剂系统相行为的影响

通过实验,确定了12-3-12,2Br^(-1)/醇/烷烃/水系统拟三元相图,研究了正构醇链长的改变对系统相行为的影响。结果表明,只有当醇分子链长适中时,譬如在含有正丁醇、正戊醇系统中才形成稳定的溶致液晶及油包水(W/O)单相微乳液;长链醇分子利于形成W/O单相微乳液而不利于形成O/W单相微乳液。采用冷冻蚀刻透射电子显微镜技术观察到W/O微乳液的球形结构及双连续微乳液的网状结构;在偏光显微镜下观察到液晶的十字花及对称扇形纹理。上述结果可为偶联表面活性剂微乳液在相关方面的应用提供数据参考。

N,N′-双脂肪酰基乙二胺二丙酸钠表面活性剂的合成及性能

以无水乙二胺、丙烯酸甲酯、不同链长的脂肪酸为主要原料,经过加成、酰化和皂化等反应,合成了4种阴离子型偶联表面活性剂[N,N′-双脂肪酰基乙二胺二丙酸钠(GS-2Cm+1)],并进行了性能表征。通过测定不同浓度水溶液的表面张力和电导率,获得其临界胶束浓度(CM C)、偶联表面活性剂在气-液界面上的吸附量、单个分子的面积和胶束电离度,计算了胶团化过程的热力学函数变化,实验结果显示:GS-2Cm+1系列表面活性剂的胶团化过程主要来自熵驱动。

微乳液中阳离子型Gemini表面活性剂／牛血清蛋白相互作用

用内源荧光法和动态光散射技术研究了不同实验条件下W/O型微乳液中阳离子偶联表面活性剂(C12H25(CH3)2N-(CH2)s-N(CH3)2C12H25.2Br-)(12-s-12,2Br-,s=3、4、6)与牛血清蛋白的相互作用。实验结果显示:微乳液体系中含水量、偶联表面活性剂的含量、牛血清蛋白的浓度、联接基团的长度以及外加盐等因素对表面活性剂/牛血清蛋白的相互作用都有较大的影响。体系中含水量增加,微乳液的最大荧光波长蓝移减小;偶联表面活性剂的含量影响了微乳液的最大荧光波长蓝移;牛血清蛋白浓度较高时,两者之间的相互作用较强;联接基团越长,两者之间相互作用越强,牛血清蛋白越易处于疏水环境中;而盐对偶联表面活性剂/牛血清蛋白静电相互作用有一定的屏蔽效应。

正离子Gemini表面活性剂/负离子聚电解质相互作用的研究

采用荧光探针法和电导法研究了正离子偶联表面活性剂(C_(12)H_(25)(CH_3)_2N-(CH_2)_6-N(CH_3)_2C_(12)H_(250)·2Br)(12-6-12?2Br-)和带相反电荷聚电解质聚丙烯酸钠(NaPA)的相互作用,结果表明:由于静电相互作用,12-6-12?2Br-和NaPA之间可以形成类胶束或复合物.对比十二烷基三甲基溴化铵(DTMAB)与NaPA复配体系的荧光光谱,发现偶联表面活性剂与NaPA的相互作用强于传统表面活性剂.此外,还研究了盐和醇对偶联表面活性剂/聚丙烯酸钠的复配体系微极性的影响,发现盐和醇对表面活性剂在聚电解质上形成类胶束和复合物的溶解都有一定的促进作用.

两性聚电解质PDMAm-b-PAAn与表面活性剂(12-6-12)的相互作用

采用Zeta电位、荧光探针、表面张力和黏度等方法研究了碱性条件下不同嵌段比的两性聚电解质聚(N,N-二甲胺基甲基丙烯酸乙酯-b-丙烯酸)(PDMAm-b-PAAn)与阳离子偶联表面活性剂(C12H25(CH3)2N(CH2)6N(CH3)2C12H25.2Br-)(简称12-6-12)的相互作用。结果表明:由于静电相互作用,两嵌段聚电解质PDMAm-b-PAAn和12-6-12之间可形成类胶束或复合物,PDMA链段的弱亲水性对复合物起到稳定的作用。对同一类型的两嵌段聚电解质,改变两链段的相对长度之比,既不会使其在溶液中的构象发生改变,也不会使其与表面活性剂的相互作用模式发生改变。

以Gemini表面活性剂为模板合成纳米空心球

以Gemini表面活性剂GEM16-1-Ar-1-16为模板剂,在其乙醇水溶液中合成了500～700nm粒径的氧化硅纳米空心球体,对其微观结构进行了表征和讨论,探讨了偶联表面活性剂的结构特征,和以其为模板剂合成空心球结构的机理.

锌粉水热反应合成ZnO纳米棒及其结构表征

以锌粉为原料，用偶联表面活性剂（C16H25（CH3）2N-（CH2）4-N（CH3）2C16H25·2Br）作为定向生长控制剂，通过水热反应合成了氧化锌纳米棒，并用X-射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）和电子选区衍射（SAED）对产物进行了表征．结果表明所合成的氧化锌纳米棒为六方相的单晶，具有高结晶度和纯度．纳米棒的形貌为以六棱锥为末端的六方柱状体．氧化锌纳米棒主要以花瓣状放射排列和墙状平行排列．平行排列的氧化锌纳米棒比放射状排列的纳米棒具有更均匀的直径，前者的直径在80～150nm，后者在60～200nm．

界面扩张流变法研究C_(12)mimBr对Gemini12-2-12在空气/水界面聚集行为的影响

采用界面扩张流变技术研究了季铵盐偶联表面活性剂C12-(CH2)2-C12·2Br(Gemini12-2-12)及其与离子液体表面活性剂溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑(C12mim Br)复配体系的动态界面张力、扩张流变性质和界面弛豫过程等,探讨了C12mim Br对C12mim Br/Gemini12-2-12混合体系界面性质的影响及C12mim Br对Gemini12-2-12界面聚集行为影响的机制.结果表明,随着离子液体表面活性剂的不断引入,体系界面吸附达到平衡所需的时间逐渐缩短,扩张模量和相角明显降低,界面吸附膜由粘弹性膜转变为近似纯弹性膜;同时,界面及其附近的弛豫过程也发生显著变化,慢弛豫过程消失,快弛豫过程占主导地位,且离子液体浓度越高,快弛豫的贡献越大.这些界面性质的变化主要归因于离子液体表面活性剂C12mim Br参与界面形成及两表面活性剂在界面竞争吸附的结果.少量离子液体表面活性剂C12mim Br的加入可以填补疏松的Gemini12-2-12界面上的空位,形成混合界面吸附膜.随着C12mim Br含量的增加,嵌入界面的C12mim Br分子数不断增多,导致界面上相互缠绕的Gemini12-2-12烷基链"解缠",在体相和界面分子扩散交换的过程中"解缠"的Gemini12-2-12分子从界面上解吸回到体相,与此同时,C12mim Br分子相对较小的空间位阻及较强的疏水作用促使其优先扩散至界面进而取代Gemini12-2-12分子,最终界面几乎完全被C12mim Br分子所占据.

Gemini表面活性剂的研究与发展方向

Gemini表面活性剂(Dimeric surfactnat)又称双子表面活性剂、孪连表面活性剂、双生表面活性剂或偶联表面活性剂,是通过一个联接基将两个传统表面活性剂分子在其亲水头基或接近亲水头基处连接在一起而形成的一类新型表面活性剂。由于其结构的特殊性,双子表面活性剂表现出了许多常规表面活性剂所不具备的独特性能,因而具有很强的应用潜力,现在已成为胶体和界面科学的热门研究领域。Gemini表面活性剂的研究开始于1971年,Buton等人首次合成了一类阳离子型Gemini表面活性剂:烷基-α,ω-双二烷基双甲基烷基溴化铵[C_mH_(2m+1)N^+ (CH_3)2Br^-]2(CH_2)_5,随后Deinega、Parrerira、Devinsky、Okahara等人相继合成了一些不同联接基团和不同疏水链的新季铵盐双子表面活性剂。然而,真正开始这类新型表面活性剂的研究工作则是从20世纪90年代初开始的,这一时期,Menger、Zana、Rosen小组和其他许多化学家在此方面作了大量的研究工作;1999年。福州大学的赵剑曦对国外Gemini表面活性剂的研究做了系统的综述,引起了国内相关研究单位的重视。Gemini表面活性剂的出现是激动人心的,它的发展具有无穷的魅力和挑战性。本刊特邀福州大学化学化工学院赵剑曦院长,与大家交流关于Gemini表面活性剂的研究意义和发展方向,希望与更多同仁一起推进我国Gemini表面活性剂的发展。

锌粉水热反应合成ZnO纳米棒及其结构表征

以锌粉为原料,用偶联表面活性剂（C16H25（CH3）2N-（CH2）4-N（CH3）2C16H25.2Br）作为定向生长控制剂,通过水热反应合成了氧化锌纳米棒,并用X-射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）和电子选区衍射（SAED）对产物进行了表征.结果表明所合成的氧化锌纳米棒为六方相的单晶,具有高的结晶度和纯度.纳米棒的形貌为以六棱锥为末端的六方柱状体.氧化锌纳米棒主要以花瓣状放射排列和墙状平行排列.平行排列的氧化锌纳米棒比放射状排列的纳米棒具有更均匀的直径,前者直径在80-150 nm,后者直径在60-200 nm.

花状ZnO的水热合成与表征

以金属锌为原料,引入偶联表面活性剂作为晶体生长控制剂,在温和的水热条件(150℃)下一步合成了花状纳米结构的ZnO.使用XRD,TEM,SEM,SAED等测试手段,对产物的化学组成和形貌特征进行了分析和表征.结果表明,花状ZnO纳米结构由ZnO纳米棒组成,该ZnO纳米棒为六方晶系且表现为单晶性质.ZnO纳米棒纯度高、粒径较小、长直、光滑而且大多一端聚集而另一端向四周放射性分布,呈较完美的花状结构.初步探讨了ZnO单晶纳米棒和花状ZnO纳米结构的形成机理.分析表明,ZnO纳米棒及其花状结构的形成与偶联表面括性剂特殊的性质及分子结构有关.