綠色表面活性劑分子結構對智慧型膠束體系形成的影響

《綠色表面活性劑分子結構對智慧型膠束體系形成的影響》是依託湖南師範大學，由南延青擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：綠色表面活性劑分子結構對智慧型膠束體系形成的影響
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：南延青
• 依託單位：湖南師範大學

項目摘要

分子結構與性能之間的關係一直是化學學科的關鍵基礎性問題。以膽汁鹽、酯基季銨鹽及胺基酸型等綠色表面活性劑為研究對象，對這些具有不同分子結構的綠色正離子和負離子表面活性劑、正負離子表面活性劑復配體系以及環糊精-表面活性劑復配體系這類重要的“超分子環糊精兩親分子”，進行溫度回響、光回響、pH回響和CO2回響膠束體系的研究。對不同溫度下或不同pH下這些體系的膠束化作用、微觀結構、流變性質和相行為進行深入研究；在體系中加入相應綠色添加劑後，對其在紫外光照射前後或CO2通入前後，聚集體的微觀結構及流變性質進行比較。歸納總結對外界刺激產生回響膠束體系的形成規律，並考察表面活性劑分子結構和環糊精分子結構的影響。通過分子動力學模擬，從分子水平上闡釋智慧型膠束體系的成因。揭示表面活性劑分子結構對各類智慧型膠束體系形成條件及聚集體微觀結構轉變規律的影響，為智慧型膠束體系的理論發展提供基礎數據及實驗依據。

結題摘要

分子結構與性能之間的關係一直是化學學科的關鍵基礎性問題。按計畫合成了一系列具有不同分子結構的酯基季銨鹽型及胺基酸型綠色表面活性劑（SAa）並進行了表征。用表面張力法和電導法對一些（綠色）離子型SAa及其復配系統的膠束化作用進行了研究，測定了部分系統的zeta電勢了解荷電性質，考察了SAa的分子結構、尾鏈長度、反離子及頭基離子類型、取代基、介質以及環糊精的空腔尺寸等對膠束化作用及環糊精包合作用的影響，並歸納了相關規律。以幾種pH緩衝液為溶劑，基於脫氧膽酸鈉NaDC及其與（綠色）正離子SAa的復配系統製備了水凝膠，對其溫敏性進行了研究，考察了環糊精的包合作用及其空腔尺寸對溫敏性的影響。對添加了正負離子SAa配鹽及4-甲基水楊酸的正負離子SAa復配系統的相行為及溫敏性進行了探究，對基於脂肪酸鈉的SAa復配系統的溫敏性進行了實驗研究及MD模擬，從分子水平上探究該溫敏性凝膠的相變機理。對幾種基於NaDC、酯基季銨鹽、胺基酸型SAa或鄰苯二甲酸添加劑的SAa復配系統，探究了pH對相行為和流變性質的影響，選取部分系統探究了pH誘導的微觀結構轉變及流變性質變化，通過交替加入酸、鹼，研究了pH刺激回響的循環可逆性，並探尋pH刺激回響膠束系統的微觀結構轉變機理。以CTAB（或gemini型酯基季銨鹽C12DEG3）及其復配系統為基礎，以trans-NaCA或trans-NaOMCA或其複合物作為光敏添加劑，製備了紫外光敏膠束系統，結合MD模擬探究了微觀結構轉變機理，研究表明正負離子SAa復配系統優於單一離子SAa，複合光敏劑兼有trans-NaCA和trans-NaOMCA的優點。對於NaDC水溶液或其NaCl水溶液，探究了CO2氣體的刺激回響性，通過交替通入CO2和N2，考察了系統流變性質的循環可逆性，通過MD模擬從分子水平上闡釋CO2誘導的水凝膠的形成機理。本研究有助於揭示表面活性劑分子結構對各類智慧型膠束微觀結構轉變規律的影響，為智慧型膠束系統的理論發展及實際套用提供基礎數據及實驗依據。