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表面活性剂结构与性能之间的关系是表面活性剂领域研究的重点。通过改变表面活性剂的化学结构，引入功能化的基团，可使表面活性剂之间产生新的相互作用方式，产生新颖的聚集结构。鉴于表面活性剂的头基化学对其自组织行为影响强烈，本文合成了具有特殊头基结构的表面活性剂，包括头基附近含羟基系列的阳离子Gemini表面活性剂及单头双尾的阳离子表面活性剂2-ODTAB，并考察了相关体系在水溶液中的自组织行为，主要研究内容如下：合成了头基附近含羟基的阳离子Gemini表面活性剂12-3(OH)-12，12(2Et)-3(OH)-12(2Et)，12(2OH)-3-12(2OH)，12(2OH)-3(OH)-12(2OH)，研究了它们的水溶液性质，包括Krafft点，电导率，表面张力及增溶能力。研究发现四种化合物的Krafft点都低于30oC，因此水溶液性质的测定采用的温度为30oC。通过对电导率及表面张力的测定发现，羟基的位置和数量对表面活性剂的自组织能力有着不同程度的影响。增溶实验的结果表明，羟基的位置与数量对表面活性剂的增溶能力影响不大，而头基被乙基修饰后，却可以使其增溶能力明显增强。研究了三种Gemini表面活性剂/传统阴离子表面活性剂体系的粘弹性质。Gemini表面活性剂采用的是12-3(OH)-12，阴离子表面活性剂采用的是十二烷基硫酸钠(SDS)，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)，和月桂酸钠(NaL)。研究发现在12-3(OH)-12的蠕虫胶束溶液中加入SDS，SDBS和NaL，零剪切粘度η0达到最大时的摩尔比分别只有0.16，0.075和0.14。相应的η0的最大值分别为原来的160倍，87倍和157倍。加入少量带有相反电荷的表面活性剂可以引起粘度的巨大的增大，是离子Gemini表面活性剂体系主导的蠕虫胶束的重要特性。本文还合成了一种具有特殊头基结构的单头双尾表面活性剂2-ODTAB，并通过表面张力、Zeta电位、动态光散射和原位冷冻电镜研究了其水溶液性质。结果表明，2-ODTAB在低浓度时即可形成平均粒径为200nm的稳定囊泡，在与其它具有类似结构的表面活性剂的性质对比中表现出了其特殊头基结构的影响。