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近年来，刺激响应型表面活性剂以及其相关的智能型体系是表面活性剂领域的重要研究方向之一。其中，pH响应型表面活性剂具有操作简单、经济适用、易于产业化等优点，在基础理论和实际应用中被广泛研究。此外，以天然产物为原料制备绿色表面活性剂也是表面活性剂的重要发展方向。松香是我国重要的生物质资源，其主要成分树脂酸含有独特的三环二萜刚性结构，具有明显的疏水性。松香树脂酸的结构中含有双键和羧基两个反应活性中心，易于进行化学改性，可用于绿色表面活性剂的制备。松香树脂酸的刚性骨架具有较大的分子体积、复杂的分子构象和较强的疏水作用，势必会影响表面活性剂的表面活性、自组织和应用性能等。本文以松香为原料设计合成两类松香基pH响应型表面活性剂，分别对其表面活性、自组织性能、pH响应性及在分散单壁碳纳米管(SWNTs)中的应用性能进行了研究，主要研究内容和研究结果如下:
(1)含有部分柔性链的松香基pH响应型表面活性剂N-烷基酰亚胺马来海松酸钠(Cn-MPA-Na，n=12，14，16)的制备及其表面活性研究。以松香为原料，通过Diels-Alder(D-A)加成、酰亚胺化和酸碱中和反应合成了Cn-MPA-Na，采用红外、核磁、质谱和元素分析等方法对其结构进行表征，确定为目标产物。应用表面张力法测定了C12-MPA-Na、C14-MPA-Na和C16-MPA-Na的临界胶束浓度(cmc)分别为0.015、0.025和0.0031mM，临界胶束浓度所对应的表面张力值（γcmc）分别为33.00、33.42和32.13mN·m-l。结果表明Cn-MPA-Na具有极强的聚集能力和良好的表面活性。
(2)C12-MPA-Na单组分体系和Cn-MPA-Na/十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配体系在水相中的自组织性能研究。采用纳米粒度仪、流变仪、原位冷冻电镜(Cryo-TEM)、偏光显微镜等手段研究了Cn-MPA-Na的自组织性能。尽管C12-MPA-Na含有36个碳原子，但是其具有良好的水溶性，在0.10mM时即可聚集形成直径为100～200nm的球状胶束，在58～85mM间可形成环状、丝状和常规蠕虫胶束，其中环状和丝状的蠕虫胶束罕有报道。Cn-MPA-Na的浓度由10mM增至35mM，Cn-MPA-Na/CTAB(100mM)复配体系中可依次形成粘弹溶液、双水相体系(ASTP)、三水相体系(AS3P)和各向异性非均相溶液。其中粘弹溶液中的聚集体为丝状、环状和常规蠕虫胶束;ASTP上层的聚集体为蠕虫胶束，下层为短棒状胶束和球状胶束;AS3P上层的聚集体为蠕虫胶束，中间相为海绵状胶束，下层同样为短棒状和球状混合胶束;各向异性非均相溶液的聚集体为海绵状胶束，其偏光显微照片呈现出马耳他十字形纹理。C14-MPA-Na(16mM)/CTAB(100mM)复配体系随pH值的降低先形成粘弹溶液(pH＞1.41)，其聚集体为蠕虫胶束。然后转变为微蓝色溶液(1.32＜pH≤1.41)，其聚集体为蠕虫胶束和囊泡的混合胶束。随后形成ASTP(0.56＜pH≤1.32)，ASTP上层的聚集体为多室囊泡和层状胶束，下层为球状胶束。通过调节溶液的pH值，可使C14-MPA-Na/CTAB复配体系在蠕虫胶束溶液和ASTP之间可逆转变，成功制备了一类pH响应型ASTP。Cn-MPA-Na具有丰富的相行为，可以形成多种不同形貌的聚集结构。
(3)C14-MPA-Na/CTAB粘弹溶液在分散SWNTs中的应用性能研究。利用蠕虫胶束的粘弹性和表面活性剂的分散性制备了一类SWNTs粘弹溶液，应用Cryo-TEM、紫外可见近红外(UV-Vis-NIR)、荧光可见近红外(NIR-PL)和紫外可见光谱(UV-Vis)等手段检测了SWNTs在粘弹溶液中的分散性和稳定性。pH6.40时，SWNTs在C14-MPA-Na/CTAB粘弹溶液中可均匀稳定分散至少6个月。当pH降至1.11时，SWNTs粘弹溶液分相形成ASTP，SWNTs聚集在两相中间，可以通过分液的方法将SWNTs回收。
(4)全刚性的松香基pH响应型表面活性剂4-（4-苯酚钠偶氮基）酰亚胺马来海松酸钠(Na-MPA-AZO-Na)的制备及其表面活性研究。以松香为原料，经D-A加成、酰亚胺化、重氮化、偶合和酸碱中和反应合成了Na-MPA-AZO-Na，采用红外、核磁、质谱和元素分析等方法对其结构进行表征，确定为目标产物。应用表面张力法测定了Na-MPA-AZO-Na在pH9.31和pH12.35的cmc值分别为0.010和0.64mM，γcmc值分别为52.05和48.27mN·m-1，表明Na-MPA-AZO-Na具有较好的聚集能力，但降低表面张力的能力较差。
(5)Na-MPA-AZO-Na单组分体系和Na-MPA-AZO-Na/CTAB复配体系的自组织性能研究。采用偏光显微镜和动态表面张力等手段研究了Na-MPA-AZO-Na在气/液界面的自组织行为。Na-MPA-AZO-Na在pH9.31时，可形成丰富稳定的泡沫，pH12.35时，只能形成少量不稳定的泡沫。通过调节水溶液的pH值，可使泡沫在稳泡和消泡状态间至少重复3次，并且该泡沫具有高效的pH响应性。当pH由12.35降为9.31时，Bola表面活性剂Na-MPA-AZO-Na转变为单头单尾的普通表面活性剂，该响应型转变机理为响应型体系的构筑提供了一种新的思路。应用流变和Cryo-TEM的方法研究了Na-MPA-AZO-Na/CTAB复配体系在水相中的自组织行为。在pH2.62时，Na-MPA-AZO-Na/CTAB复配体系具有良好的粘弹性，溶液中的聚集体为截面直径～10nm的蠕虫胶束。在pH12.00时，复配体系的粘弹性变差，溶液中的聚集体为球状胶束和棒状胶束。通过调节溶液的pH值可实现蠕虫胶束和球状胶束的可逆转变。
(6)Na-MPA-AZO-Na制备的pH响应型SWNTs分散液的性能研究。应用Cryo-TEM、TEM、UV-Vis-NIR和Zeta电位等方法研究了Na-MPA-AZO-Na的SWNTs分散性，pH10.36时，SWNTs可均匀稳定地分散，pH5.35时，SWNTs聚集沉淀。通过调节分散液的pH可以实现SWNTs的分散和聚集。并且由于松香刚性基团的强疏水性和空间位阻效应，聚集的SWNTs再次分散只需要将pH调至10.36，不需要再次超声。研究结果为SWNTs的分散和聚集提供了一种简便高效的方法。
(1)含有部分柔性链的松香基pH响应型表面活性剂N-烷基酰亚胺马来海松酸钠(Cn-MPA-Na，n=12，14，16)的制备及其表面活性研究。以松香为原料，通过Diels-Alder(D-A)加成、酰亚胺化和酸碱中和反应合成了Cn-MPA-Na，采用红外、核磁、质谱和元素分析等方法对其结构进行表征，确定为目标产物。应用表面张力法测定了C12-MPA-Na、C14-MPA-Na和C16-MPA-Na的临界胶束浓度(cmc)分别为0.015、0.025和0.0031mM，临界胶束浓度所对应的表面张力值（γcmc）分别为33.00、33.42和32.13mN·m-l。结果表明Cn-MPA-Na具有极强的聚集能力和良好的表面活性。
(2)C12-MPA-Na单组分体系和Cn-MPA-Na/十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配体系在水相中的自组织性能研究。采用纳米粒度仪、流变仪、原位冷冻电镜(Cryo-TEM)、偏光显微镜等手段研究了Cn-MPA-Na的自组织性能。尽管C12-MPA-Na含有36个碳原子，但是其具有良好的水溶性，在0.10mM时即可聚集形成直径为100～200nm的球状胶束，在58～85mM间可形成环状、丝状和常规蠕虫胶束，其中环状和丝状的蠕虫胶束罕有报道。Cn-MPA-Na的浓度由10mM增至35mM，Cn-MPA-Na/CTAB(100mM)复配体系中可依次形成粘弹溶液、双水相体系(ASTP)、三水相体系(AS3P)和各向异性非均相溶液。其中粘弹溶液中的聚集体为丝状、环状和常规蠕虫胶束;ASTP上层的聚集体为蠕虫胶束，下层为短棒状胶束和球状胶束;AS3P上层的聚集体为蠕虫胶束，中间相为海绵状胶束，下层同样为短棒状和球状混合胶束;各向异性非均相溶液的聚集体为海绵状胶束，其偏光显微照片呈现出马耳他十字形纹理。C14-MPA-Na(16mM)/CTAB(100mM)复配体系随pH值的降低先形成粘弹溶液(pH＞1.41)，其聚集体为蠕虫胶束。然后转变为微蓝色溶液(1.32＜pH≤1.41)，其聚集体为蠕虫胶束和囊泡的混合胶束。随后形成ASTP(0.56＜pH≤1.32)，ASTP上层的聚集体为多室囊泡和层状胶束，下层为球状胶束。通过调节溶液的pH值，可使C14-MPA-Na/CTAB复配体系在蠕虫胶束溶液和ASTP之间可逆转变，成功制备了一类pH响应型ASTP。Cn-MPA-Na具有丰富的相行为，可以形成多种不同形貌的聚集结构。
(3)C14-MPA-Na/CTAB粘弹溶液在分散SWNTs中的应用性能研究。利用蠕虫胶束的粘弹性和表面活性剂的分散性制备了一类SWNTs粘弹溶液，应用Cryo-TEM、紫外可见近红外(UV-Vis-NIR)、荧光可见近红外(NIR-PL)和紫外可见光谱(UV-Vis)等手段检测了SWNTs在粘弹溶液中的分散性和稳定性。pH6.40时，SWNTs在C14-MPA-Na/CTAB粘弹溶液中可均匀稳定分散至少6个月。当pH降至1.11时，SWNTs粘弹溶液分相形成ASTP，SWNTs聚集在两相中间，可以通过分液的方法将SWNTs回收。
(4)全刚性的松香基pH响应型表面活性剂4-（4-苯酚钠偶氮基）酰亚胺马来海松酸钠(Na-MPA-AZO-Na)的制备及其表面活性研究。以松香为原料，经D-A加成、酰亚胺化、重氮化、偶合和酸碱中和反应合成了Na-MPA-AZO-Na，采用红外、核磁、质谱和元素分析等方法对其结构进行表征，确定为目标产物。应用表面张力法测定了Na-MPA-AZO-Na在pH9.31和pH12.35的cmc值分别为0.010和0.64mM，γcmc值分别为52.05和48.27mN·m-1，表明Na-MPA-AZO-Na具有较好的聚集能力，但降低表面张力的能力较差。
(5)Na-MPA-AZO-Na单组分体系和Na-MPA-AZO-Na/CTAB复配体系的自组织性能研究。采用偏光显微镜和动态表面张力等手段研究了Na-MPA-AZO-Na在气/液界面的自组织行为。Na-MPA-AZO-Na在pH9.31时，可形成丰富稳定的泡沫，pH12.35时，只能形成少量不稳定的泡沫。通过调节水溶液的pH值，可使泡沫在稳泡和消泡状态间至少重复3次，并且该泡沫具有高效的pH响应性。当pH由12.35降为9.31时，Bola表面活性剂Na-MPA-AZO-Na转变为单头单尾的普通表面活性剂，该响应型转变机理为响应型体系的构筑提供了一种新的思路。应用流变和Cryo-TEM的方法研究了Na-MPA-AZO-Na/CTAB复配体系在水相中的自组织行为。在pH2.62时，Na-MPA-AZO-Na/CTAB复配体系具有良好的粘弹性，溶液中的聚集体为截面直径～10nm的蠕虫胶束。在pH12.00时，复配体系的粘弹性变差，溶液中的聚集体为球状胶束和棒状胶束。通过调节溶液的pH值可实现蠕虫胶束和球状胶束的可逆转变。
(6)Na-MPA-AZO-Na制备的pH响应型SWNTs分散液的性能研究。应用Cryo-TEM、TEM、UV-Vis-NIR和Zeta电位等方法研究了Na-MPA-AZO-Na的SWNTs分散性，pH10.36时，SWNTs可均匀稳定地分散，pH5.35时，SWNTs聚集沉淀。通过调节分散液的pH可以实现SWNTs的分散和聚集。并且由于松香刚性基团的强疏水性和空间位阻效应，聚集的SWNTs再次分散只需要将pH调至10.36，不需要再次超声。研究结果为SWNTs的分散和聚集提供了一种简便高效的方法。