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新颖表面活性剂聚集体的构筑始终是表面活性剂领域关注的重点。相关的自组织规律与原理将有助于人们深入理解分子间的相互作用,是表面活性剂在高新技术领域应用的重要基础。Gemini表面活性剂具有独特的分子构型,在新型聚集体构筑方面占有重要地位。联接链是Gemini表面活性剂分子中最重要的结构单元,其长度、刚柔性、化学结构等对表面活性剂的自组织行为都有着显著影响。目前为数不多的研究表明,具有刚性联接链的Gemini表面活性剂表现出独特的自组织规律,对这类分子的深入研究将进一步加深人们对表面活性剂结构—性能关系的认识,并有望构筑具有实用性能的新型表面活性剂应用体系。本论文以含长刚性联接链的阴离子Gemini表面活性剂Cmφ2Cm(m=10,12,14)为研究对象,考察了长刚性联接链对表面活性剂聚集行为以及溶液性质的影响。主要研究内容如下：1)采用静态光散射(SLS)和动态光散射(DLS)方法研究了C12φ2C12在水溶液中的聚集行为。DLS结果表明在C12φ2C12溶液中生成了超出预期的大尺寸聚集体。特性粘度值以及光散射结果证实,该大尺寸聚集体具有松散的网格状结构。长刚性联接链的存在使同一分子内的两条烷烃链无法有效作用,为了降低体系能量,C12φ2C12倾向于采用伸展的分子构型,即两条烷烃尾链朝向相反方向的反式构型进行自组织。这种构型加强了不同分子间的相互作用,形成了大松散结构的聚集体。基于C12φ2C12似柱状的分子几何,随着浓度增大,该大尺寸网格状聚集体直接转化为棒状胶束,并最终生长为蠕虫胶束。2)采用稳态剪切和动态频率扫描实验研究了由C12φ2C12构筑的蠕虫胶束溶液的粘弹性质。实验表明,C12φ2C12不需要添加剂即可形成蠕虫胶束,其溶液表现出优良的粘弹性。DLS测试结果表明,C12φ2C12分子具有很强的生成蠕虫胶束的能力和倾向,这是由于它的独特聚集机理所致(如第一点所述)。这一发现有望发展成为一种新的高效构筑蠕虫胶束的方式,对发展高粘弹阴离子蠕虫胶束体系特别有意义。3)通过DLS,1H NMR方法和流变实验系统研究了Cmφ2Cm(m=10,12,14)在水溶液中的聚集行为。结果表明,由于长刚性联接链的作用,三种表面活性剂均表现出类似的聚集行为：在低浓度时形成大尺寸网格状聚集体,随着浓度增大,该聚集体很快转变为蠕虫胶束。Cmφ2Cm蠕虫胶束溶液的粘弹性强烈依赖于烷烃尾链的长度。随着烷烃尾链上碳原子数增大,溶液的粘弹性急剧增强,直至形成似固态凝胶。4)研究了C12φ2C12在盐的作用下出现的浊点现象,发现只需Pr4NBr(而不像其它体系那样需要Bu4NBr)就可以诱导C12φ2C12溶液出现了浊点。通过DLS方法探索了体系浊点产生的机理,发现C12φ2C12特殊长刚性联接链结构是其容易产生浊点的重要原因。这种长刚性联接链削弱了分子内两根烷烃尾链的相互作用,于是高温增加的旋转自由度使小部分C12φ2C12的烷烃尾链可能伸出聚集体外,通过疏水相互作用插入到邻近的聚集体内核中,从而将这些聚集体“串”起来,这使体系出现了浊点。