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表面活性剂/带电大分子体系由于其体系的优良性质,被广泛地应用于涂料、化妆品、洗涤剂、食品、药物和采油等诸多领域。本论文采用了一种新型的表面活性剂-偶联表面活性剂,它具有生物降解性好、毒性低、性能卓越等特点,因此偶联表面活性剂和带电大分子体系具有更加广泛的应用前景。
本文首先通过荧光探针、电导率、紫外透射光谱和动态光散射对阳离子双季铵盐表面活性剂12-s-12,2Br-(s=3,4,6)和聚丙烯酸钠(NaPAA)之间的相互作用进行了研究。研究发现,由于偶联表面活性剂和聚电解质之间强烈的相互作用,偶联表面活性剂在很小的浓度下就能形成了类胶束。与传统表面活性剂和聚丙烯酸钠之间的相互作用相比,偶联表面活性剂和聚丙烯酸钠之间的相互作用较强。随着偶联表面活性剂联接基团的减小,其和聚丙烯酸钠的相互作用增强。通过透射电子显微镜混合溶液的微观结构进行观察时发现,溶液中形成了球形、短棒状、囊泡和层状等结构的聚集体。同时探索了不同浓度不同种类的盐对于其相互作用的影响。实验结果表明盐对两者之间的相互作用既有促进作用又有阻碍作用。在盐浓度较低时,盐主要起到促进胶束形成的作用,从而降低了体系的CAC;而当盐浓度较高时,盐主要是屏蔽偶联表面活性剂头基和聚电解质之间的静电吸引的作用,因此会使得CAC增加。阴离子的差异对于CAC影响很大,而阳离子的差异对CAC影响甚微。此外还系统的研究了醇的浓度、醇种类的不同对相互作用的影响。
其次以12-6-12,2Br-和聚丙烯酸钠体系为例研究了其混合水溶液的分相情况和其微观结构。研究发现,偶联表面活性剂所形成的相区较传统表面活性剂大,相形为也较为复杂。元素分析的结果表明在凝胶中聚丙烯酸钠有取代表面活性剂胶束反离子并释放自身反离子的趋势。通过透射电子显微镜对凝胶的微观结构进行观察发现在凝胶中形成了大量的球形聚集体。盐的加入会减小凝胶相的相区范围,并且会带来新的一相-类液晶相。此外还详细的研究了温度和醇对体系相行为影响的规律性。
另外,利用现代测试仪器包括荧光分光光度计、紫外分光光度计、动态光散射仪等对12-s-12,2Br-和牛血清蛋白(BSA)的相互作用进行了详尽的研究,探索了偶联表面活性剂和牛血清蛋白的作用过程。研究发现,相对于传统表面活性剂,偶联表面活性剂和牛血清蛋白之间的相互作用要强的多。随着表面活性剂浓度的增加,偶联表面活性剂12-s-12结合到牛血清蛋白分子上诱导牛血清蛋白的紧缩结构展开发生变性,并且牛血清蛋白分子间发生聚合,最后偶联表面活性剂会在牛血清蛋白展开的分子链上形成类胶束。通过圆二色光谱对牛血清蛋白二级结构进行研究时发现偶联表面活性剂和蛋白质之间的相互作用不仅能够使得蛋白质的紧密的结构展开,而且能够改变蛋白质的二级结构,使得牛血清蛋白分子结构中的α螺旋结构含量的减少。此外,还对牛血清蛋白的浓度、溶液pH值的变化和无机盐、脂肪醇对两者相互作用的影响进行了系统详尽的分析。