脂肪酸是一种物美价廉的表面活性剂,在各种表面活性剂的相关书籍中,都将其作为第一种表面活性剂进行介绍。脂肪酸本身难溶于水,可用碱将其溶解,形成脂肪酸皂水溶液。脂肪酸皂水溶液中存在多种微观聚结体结构,不同的结构赋予该溶液不同的性质,因此研究脂肪酸皂水溶液的相行为以及微观结构的形成条件、影响因素和形成机理对其应用具有非常重要的指导作用。第一部分,绪论。介绍了表面活性剂物理化学和脂肪酸的基础知识；重点讲述了表面活性剂水溶液中最常见的聚集体-双分子层的结构和功能：归纳总结了脂肪酸皂水溶液聚集体的形成条件、形成机理及其功能；详细整理了本论文中用到的脂肪酸皂水溶液聚集体的表征手段；最后引出本论文的选题依据、研究意义和研究内容。第二部分,反离子对月桂酸囊泡的影响及囊泡稳定性的研究。本章分别用三种不同的碱将月桂酸溶解形成月桂酸囊泡。研究了浓度和温度对相行为的影响,反离子对月桂酸囊泡的形貌的影响,并利用Helfrich曲率能探讨了月桂酸铯囊泡的稳定性。第三部分,脂肪酸皂水溶液中双分子层形成机理的系统研究。本章利用不同链长的脂肪酸(10-18个碳链)研究了脂肪酸铯水溶液的聚集体形貌的变化。研究结果表明,形成的聚集体均为双分子层结构,但是随着脂肪酸链长的增加,双分子层的形貌从囊泡向平面片层转变。浓度和温度也会对聚集体的形貌有明显的影响。最后得出了脂肪酸皂水溶液双分子层的形成是氢键、静电力和疏水力共同作用的结果。第四部分,高pH下脂肪酸皂双分子层的形成、机理和应用。本章主要阐述了高pH下脂肪酸双分子层的发现,这与传统的认识相违背。文献报道的脂肪酸双分子层都是在pH等于脂肪酸的pKa时形成的,这是由于此时质子化的脂肪酸分子与去质子化的脂肪酸分子之间形成的氢键最多,更利于拉近分子之间的距离,从而增大临界堆积参数而形成双分子层。本章中发现了PA/KOH/H2O, PA/CsOH/H2O,SA/KOH/H2O和SA/CsOH/H2O四个体系在pH大于13的时候可以形成双分子层,并证明其在高pH下也具有较好的乳化和起泡功能。第五部分,硬脂酸皂体系中C02可控的起泡和乳化性质。本章选用有机胺(乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺)来溶解硬脂酸,有机反离子大大地降低了硬脂酸皂的Krafft点,使之在常温下即可使用。首先系统的研究了不同浓度和温度下的相行为及微观结构的变化,并验证了脂肪酸双分子层优异的起泡和乳化性能。由于脂肪酸皂水溶液的聚集体结构与pH息息相关,因此,向溶液中通入C02即可调控微观聚集体的形貌,进而实现其起泡消泡和乳化破乳的性能。第六部分,脂肪酸皂体系中制备的抗腐蚀的超疏水铜。本章仍然选有机胺在室温下将棕榈酸溶解,首先研究了其相行为及微观结构。根据绘制的相图,选择合适的样品浸泡裸铜片,由于铜与脂肪酸之间发生配位作用将脂肪酸修饰在铜片的表面,因而形成超疏水铜片。红外、XRD、XPS等表征证明了超疏水铜的形成机理。电化学阻抗的结果说明形成的超疏水铜具有优异的抗腐蚀性能。