本论文分析了一系列双子表面活性剂Cm Ohp NCn在不同条件下物化性质(CMC、Krafft温度等)的变化规律并建立了Cm Ohp NCn的分子结构-物化性质-分子聚集形态三者之间的联系。同时,通过研究不同温度下Cm Ohp NCn/离子液体体系中表面活性剂分子的排列特征以获得Cm Ohp NCn分子结构与溶液体系液晶行为的相关规律。相关的结论有助于新型双子表面活性剂的分子构建及其应用。具体的研究内容如下:1、研究了一系列杂双子表面活性剂N,N-二甲基-N-[3-烷氧基-2-羟丙基]-溴化烷基胺(Cm Ohp NCn,m,n=10,8;10,14;12,8;12,10;12,12;12,14;14,8和14,10)在水溶液中的物化性质。电导率测试的结果显示Krafft温度主要与分子中的碳原子数目有关,而CMC值则同时受到碳链长度、不对称度以及分子间氢键作用的影响。一些偏差较大的数值可能与相对较长的烷基链n所导致的低溶解度有关。表面张力法的测试结果表明,虽然Cm Ohp NCn分子的疏水作用更强,但其分子间应有的紧密排列受到了分子间氢键作用的影响而呈现松散排列,同时分子间弱的静电排斥进一步加强了这种作用。2、研究了不同条件下Cm Ohp NCn(m,n=10,8;12,8和14,8)在水溶液中的聚集形态。通过稳态剪切、频率扫描流变测试以及动态光散射等手段研究了Cm Ohp NCn溶液体系中分子结构、浓度和温度对胶束形态的影响,并建立了它们之间的相互联系。动态流变测试结果和冷冻透射电镜(cryo-TEM)揭示了受多种因素影响下的Cm Ohp NC8的聚集形态。当m值增加时,分子强的疏水性和分子间氢键作用有利于长棒状或蠕虫状胶束的形成。浓度对表面活性剂分子聚集形态的影响与m值类似,但浓度的增加更容易导致胶束节点的形成。通过动态光散射(DLS)测试可以发现温度的升高会导致胶束节点的增加和分子间氢键作用的减弱,从而导致C14Ohp NC8溶液粘度的下降。高浓度下的C14Ohp NC8溶液在Krafft温度以下也可形成胶束,但其胶束形态似乎更容易受到温度的影响。此外,在某一临界浓度范围内,分子间氢键作用和弱静电排斥作用促使了Cm Ohp NC8溶液中松散网状结构的形成。3、研究了Cm Ohp NCn(m+n=24,m=16,14,12)在离子液体1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([OMIm]PF6)中的自组装结构及溶致液晶行为。流变性能测试结果表明高浓度下的溶液体系中并不存在棒状或是蠕虫状胶束。偏光显微镜以及小角X射线散射(SAXS)结果表明不同条件下溶液体系中存在六方相、层状相或双连续立方相,且Cm Ohp NCn/[OMIm]PF6体系液晶行为的稳定性依赖于规整的分子排列和稳定的分子间作用力。Cm Ohp NCn分子不对称度的增大会导致分子排列规整度下降,相应的偏光特性会减弱甚至消失。而温度的升高则会破坏驱动液晶形成的分子间氢键等作用力,体系中的相态会随之发生改变,由单一相态(层状相或六方相)逐渐转变为混合相直至变为均一的各向同性溶液。上述研究结论可望用于新型双子表面活性剂分子的构建、特定性质双子表面活性剂分子的设计以及非水体系中双子表面活性剂的应用等理论依据。