有机硅表面活性剂由于其特殊的表面活性而备受关注。但是由于合成方法少、提纯困难等原因,近年来关于阴离子有机硅表面活性剂的合成报道较少。本论文通过引入有机合成中的硫代酯-氧化反应、巯烯点击反应、Piers-Rubinsztajn(P-R)反应、格氏反应等,合成了各种具有不同疏水链段、不同亲水基团的阴离子有机硅表面活性剂。如磺酸盐有机硅表面活性剂、羧酸盐有机硅表面活性剂等。通过对这些表面活性剂进行表面张力、电导率、透射电镜、光散射、接触角、荧光稳态猝灭等测试,系统的研究了这些阴离子有机硅表面活性剂的表面活性和聚集行为。通过分析可知,有机硅疏水链段的结构变化对各种阴离子有机硅表面活性剂的性能有很大的影响。通过研究这些数据,可以为阴离子有机硅表面活性剂在实际生产中的应用提供参考依据。本论文主要分为以下几部分工作:第一部分概述了有机硅表面活性剂的分类、特点及合成方法。第二部分合成了一系列不同疏水链段的磺酸盐有机硅表面活性剂,四硅氧烷磺酸盐(MeSi4K),三硅氧烷磺酸盐(MeSi3K、EtSi3K、PhSi3K),二硅氧烷磺酸盐(MeSi2K),并用1H NMR、FT-IR、ESI-MS对其分子结构进行了表征。结果表明所合成的阴离子型有机硅表面活性剂均为目标产物。第三部分探讨了不同疏水链段对磺酸盐有机硅表面活性剂水溶液中表面活性和聚集行为的影响。通过表面张力、电导率和透射电镜等方法研究了 MeSi4K、MeSi3K、EtSi3K、PhSi3K、MeSi2K五种阴离子有机硅表面活性剂在水溶液中的表面活性及其聚集行为。结果显示疏水链段结构的改变对磺酸盐有机硅表面活性剂的溶液行为有较大的影响。五种磺酸盐表面活性剂的γCAC值大小为:MeSi4K<MeSi3K<MeSi2K<EtSi3K<PhSi3K。接触角测试结果表明,具有较大疏水链段的MeSi4K表现出最好的叶面铺展性能,其水溶液可以在30秒在叶片表面完全铺展,接触角为0°。第四部分探讨了反离子对磺酸盐有机硅表面活性剂的聚集行为的影响。通过表面张力、动态光散射、透射电镜等方法,研究了 MeSi4K、MeSi4Na、MeSi4Li在表面活性和聚集行为方面的差异。结果显示反离子对四硅氧烷类磺酸盐表面活性剂的表面活性和聚集行为有重要的影响。三种阴离子有机硅表面活性剂的临界聚集浓度(CAC)和单分子占有面积(Amin)关系为:MeSi4K<MeSi4Na<MeSi4Li。具有较小的反离子水合半径的MeSi4K表现出更好的表面活性。这三种磺酸盐有机硅表面活性剂均可以在水溶液中自发形成囊泡结构,反离子种类的不同,导致囊泡的尺寸在200nm到400nm之间变化。第五部分合成了一系列不同疏水段结构的羧酸盐有机硅表面活性剂,即四硅氧烷羧酸盐(Si4O-COONa),三硅氧烷羧酸盐(Si3O-COONa),二硅氧烷羧酸盐(Si2O-COONa),三硅碳烷羧酸盐(Si3C-COONa)以及二硅碳烷羧酸盐(Si2C-COONa)。并用1HNMR、ESI-MS对其分子结构进行了表征。结果表明所合成的阴离子型有机硅表面活性剂均为目标产物。第六部分探讨不同疏水链段、不同有机硅骨架对羧酸盐有机硅表面活性剂水溶液中表面活性和聚集行为的影响。通过表面张力、电导率、透射电镜、荧光稳态猝灭等方法研究了 Si3O-COONa、Si2O-COONa、Si3C-COONa、Si2C-COONa阴离子有机硅表面活性剂在水溶液中的表面活性及其聚集行为。研究发现,所有的羧酸盐有机硅表面活性剂均表现出了优异的表面活性,可以将水的表面张力降低至20 mN/m,这归因于有机硅结构的特性。硅碳硅类的羧酸盐表面活性剂的水稳定性要优于硅氧硅类的羧酸盐表面活性剂。两种类型的表面活性剂水解过程的区别通过质谱和动态稳定性分析加以验证。同时,首次通过荧光稳态猝灭法测定了硅碳硅类羧酸盐表面活性剂Si2C-COONa的聚集数(Nagg)为48.0。