表面活性劑界面行為和構(gòu)效關(guān)系研究.pdf

1、本論文將分子模擬技術(shù)有效地運(yùn)用于復(fù)配表面活性劑的界面性質(zhì)研究，分別應(yīng)用耗散顆粒動力學(xué)模擬(DPD)和分子動力學(xué)模擬(MD)研究了有無機(jī)鹽存在下復(fù)配表面活性劑分子在油水和氣液界面以及體相中的分子行為，并通過實(shí)驗(yàn)手段測定溶液的界面張力和泡沫穩(wěn)定性，將模擬與實(shí)驗(yàn)對照，從分子水平獲得復(fù)配表面活性劑在界面上的排布信息，揭示表面活性劑的加和增效機(jī)制，并探索無機(jī)鹽離子對復(fù)配表面活性劑在油水和氣液界面上相互作用的影響，為復(fù)配表面活性劑體系的配方設(shè)計和應(yīng)

2、用提供理論指導(dǎo)。
　　本論文分為三個部分:
　　第一部分主要研究了陰離子型表面活性劑十二烷基硫酸鈉與陰陽兩性表面活性劑月桂酰胺基丙基甜菜堿在氣液和油水界面的復(fù)配協(xié)同作用，將分子模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，研究了溫度、無機(jī)鹽和復(fù)配比例對兩種表面活性劑的復(fù)配效能的影響。結(jié)果表明二者存在復(fù)配增效作用，復(fù)配體系的界面活性極大地優(yōu)于單一體系，且該復(fù)配增效作用在有Ca2+和Mg2+時得到進(jìn)一步加強(qiáng)，因此適合在高鹽條件下應(yīng)用。表面活性劑在油水和氣液

3、界面的分子行為很相似。在含有Ca2+或Mg2+時，SDS與Betaine復(fù)配比例為4∶6時加合增效作用較好。采用分子動力學(xué)(MD)模擬方法描述高鹽條件下SDS和Betaine在氣液和油水界面上的分子排布行為，發(fā)現(xiàn)Ca2+和Mg2+與表面活性劑極性基發(fā)生相互作用，改變了界面層表面活性劑分子的排布狀態(tài)，從而影響了性能;在海水為介質(zhì)的情況下，Ca2+和Mg2+共存，Mg2+的影響占主導(dǎo)。
　　第二部分主要研究了陰非兩性表面活性劑脂肪醇聚

4、氧乙烯醚硫酸鈉AES分別與陰陽兩性表面活性劑羧基甜菜堿和磺基甜菜堿的復(fù)配增效作用，探討了AES分別與羧基甜菜堿和磺基甜菜堿復(fù)配體系的油水界面活性和泡沫穩(wěn)定性，考察了無機(jī)鹽和復(fù)配比例對體系界面活性的影響，發(fā)現(xiàn)AES與兩種甜菜堿均具有一定的復(fù)配協(xié)同作用，復(fù)配體系的界面活性優(yōu)于單一體系。海水較單獨(dú)無機(jī)鹽體系的泡沫穩(wěn)定性差。AES和羧基Betaine在質(zhì)量比為7∶3～1∶9范圍內(nèi)界面活性較好，而AES和DSB在8∶2～3∶7的比例范圍內(nèi)界面活性

5、較好。在AES和羧基Betaine復(fù)配體系中，由于COO-和Ca2+相互作用較強(qiáng)，導(dǎo)致SO4-周圍5(A)范圍內(nèi)幾乎沒有Ca2+的分布;而在AES和DSB的復(fù)配體系中，由于Ca2+與SO4-和SO3-頭基作用均較強(qiáng)導(dǎo)致SO4-周圍沒有Mg2+的分布。
　　第三部分主要運(yùn)用了耗散顆粒動力學(xué)模擬和分子動力學(xué)模擬研究了以不同香精油為油相時SDS和Betaine單一和復(fù)配體系的界面行為和體相行為，對比了不同香精油被乳化分散的程度，結(jié)果表明

6、復(fù)配體系中Betaine的加入使得SDS在界面上的排布更加有序，界面活性提高，隨著SDS含量的增加，香精油被分散得更好。本論文的主要創(chuàng)新點(diǎn):
　　1.將分子模擬與實(shí)驗(yàn)手段相結(jié)合，從分子水平考察復(fù)配表面活性劑在油水和氣液界面的排布行為，揭示了分子行為和相互作用對界面活性和泡沫穩(wěn)定性的影響機(jī)制;
　　2.重點(diǎn)探討了多價無機(jī)陽離子對表面活性劑界面吸附行為和復(fù)配協(xié)同加合增效作用的影響，得到了海水為介質(zhì)條件下界面性能較好的體系;