【摘 要】
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刺激响应型表面活性剂是指在一定的外界刺激条件下,其自身结构或性质能发生可逆变化的表面活性剂,主要有pH、氧化还原、温度、CO2/N2、磁等刺激响应表面活性剂。目前的研究多集中在单一刺激反应上,对多重刺激反应的研究较少。相对于单一刺激响应表面活性剂只能通过单一手段调节,多重响应表面活性剂可选择的手段更多,不仅可以扩大表面活性剂的应用范围,而且可以提高系统的控制精度。因此,多重刺激响应体系具有更好的应
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刺激响应型表面活性剂是指在一定的外界刺激条件下,其自身结构或性质能发生可逆变化的表面活性剂,主要有pH、氧化还原、温度、CO2/N2、磁等刺激响应表面活性剂。目前的研究多集中在单一刺激反应上,对多重刺激反应的研究较少。相对于单一刺激响应表面活性剂只能通过单一手段调节,多重响应表面活性剂可选择的手段更多,不仅可以扩大表面活性剂的应用范围,而且可以提高系统的控制精度。因此,多重刺激响应体系具有更好的应用前景。本文首先通过二茂铁甲酸(FA)和N,N-二甲基十二叔胺(DMDA)之间简单的静电作用后,经过氧化作用合成了具有双重刺激响应的表面活性剂FA-DMDA-Ox,并对其进行结构表征。通过检测其氧化前后的紫外吸收光谱和表面张力证明了具有氧化还原响应。通过检测不同pH下FA-DMDA-Ox的透光率和表面张力证明了其具有pH响应。以FA-DMDA-Ox为表面活性剂,液体石蜡为油相,在25℃下制备了一系列不同浓度的水包油乳状液。通过检测乳液分水率和界面张力确定了实验用的表面活性剂浓度。通过检测静置2周乳液的外观,粒径和Zeta电位来确定其稳定性。通过向乳液中循环加入Na2SO3和H2O2来检测其氧化还原响应性能。通过反应过程中监测到的乳液外观状态、粒径以及界面张力等数据证明了乳液具有氧化还原响应。通过向乳液中循环加入HCl和NaOH来调节pH以检测其pH响应性能。同样通过反应过程中检测到的乳液外观状态、粒径和界面张力等数据证明了乳液具有pH响应。最后,通过之前检测的FA-DMDA-Ox的氧化还原和pH响应性能数据对FA-DMDA-Ox构筑的乳液破乳机理进行了分析。其次,为了考察表面活性剂碳链长度的影响,选取了碳链长度分别为10、14、16的叔胺与二茂铁甲酸反应,制备了三种双重刺激响应表面活性剂FA-DMA-Ox,FA-DMTA-Ox,FA-DMHA-Ox。首先通过对不同表面活性剂进行表面张力测试来检测其表面活性。然后将这四种不同的表面活性剂与液体石蜡一起乳化形成乳液。通过检测静置2周乳液的外观状态、粒径和Zeta电位来对其稳定性进行分析,进而判断出碳链长度为16的表面活性剂FA-DMHA-Ox最稳定。通过氧化还原实验对乳液进行测试,结果表明四种表面活性剂的氧化还原响应性质一致。通过pH响应实验评价了不同表活剂的pH响应性能,结果表明不同表活剂的pH响应存在明显差异。最后,将FA-DMDA-Ox与纳米二氧化硅颗粒混合,实现二氧化硅表面原位疏水化后,制备了液体石蜡的Pickering乳液。更换油相为正辛烷和甲苯,同样获得稳定的Pickering乳液。通过Pickering乳液的氧化还原响应与pH响应测试,证实破乳的油相中不含表面活性剂。通过对分散在不同状态和浓度FA-DMDA-Ox中的纳米二氧化硅颗粒的Zeta电位和接触角进行分析推测出二氧化硅表面的吸附情况和亲疏水性。通过检测不同状态的FA-DMDA-Ox中加入0.5 wt%纳米二氧化硅颗粒前后的表面张力和还原前后FA-DMDA-Ox在纳米二氧化硅/水界面的吸附量证明了二氧化硅表面的吸附情况。通过对不同情况下二氧化硅表面的吸附情况对FA-DMDA-Ox和纳米二氧化硅颗粒共同构筑的Pickering乳液的响应机理进行了分析。
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