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“拟双子”表面活性剂:一种构筑智能粘弹性流体的新方法

冯玉军  张永民  楚宗霖  
【摘要】:基于表面活性剂与hydrotrope之间的静电作用提出了一种构筑粘弹性表面活性剂流体的新策略—"拟双子"结构。分别在C22叔胺(UC22AMPM)/马来酸~([1])、SDS/四甲基顽基二胺(TMADA)~([2])等混合分散液调节pH或通入/排除CO_2,发现分散液可在牛顿流体和粘弹性流体之间可逆变化。马来酸或CO_2溶于水形成的碳酸能使C22叔胺或二胺质子化,形成季铵UC22AMPMH~+或TMADAH~(2+)。离解后的马来酸与UC22AMPMH~+、TMADMH~(2+)与SDS均按照1:2(mol:mol)形成具有动态结构的"拟双子"(pseudo-gemini)表面活性剂,微观上组装成蠕虫状胶束,宏观上表现出粘弹性(Fig.1);升高溶液的pH或排除CO_2后,UC22AMPMH~+或TMADAH~(2+)被去质子化,回复为非离子型UC22AMPM和TMADA,与马来酸或SDS之间的静电吸引力消失,"拟双子"结构崩解,蠕虫状胶束转化为球形胶束,宏观流变行为从粘弹性回复为牛顿流体。这种流变性及胶束形貌的转变均可多次循环开关。还对比了盐酸与马来酸与C22叔胺混合后性能的差异~([3]),考察了二胺不同连接基链长、阴离子表面活性剂头基及疏水基对最终所形成的粘弹性流体性能的影响~([4])。

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