Gemini表面活性剂是由两个双亲组分在极性基团处或距极性基团很近的烷基链上由联接基团将它们连接在一起而形成的表面活性剂.它们是一种新型的表面活性剂.由于其特有的化学结构,与普通的表面活性剂相比,Gemini表面活性剂有许多独特的性能,如很低的临界胶束浓度,很高的表面活性、润湿性、可溶性、发泡性和钙-皂分散性以及很低的C<,20>值和γ<, CMC>.另外,它们的溶液还具有一定的流变性.因此它们具有广阔的应用前景.该文首先合成了一类阳离子型Gemini表面活性剂并用化学滴定的方法确定了它们的纯度;对它们的溶液性质及其在空气—水界面上的一些特性进行了研究;组装了一台Brewster角显微镜并在此基础上对它们在气—液界面上的形貌变化进行了探讨;最后在Langmuir膜形成后,研究了由它们的有机溶液所形成双层膜结构形貌的动态变化过程.该文以N,N,N-二甲基烷基叔胺和二溴烷烃为原料合成了阳离子型(季铵盐类)的Gemini表面活性剂,并利用IR、<1>H-NMR和元素分析等方法对其结构进行了表征.实验以两相滴定法确定了产物中活性物的含量,结果显示,它们的活性物质含量均大于98.0％.测定了Gemini表面活性剂溶液的表面张力、动态表面张力和电导率并由此得到了它们的CMC、C<,20>和γ<, CMC>.结果发现,Gemini表面活性剂的CMC值比普通表面活性剂的低1至2个数量级,且它们随疏水烃链碳数的增加而降低,而γ<, CMC>却相反.同时还探讨了它们在界面上的表面过剩吸附量、分子面积以及溶液中胶束电离度等性质.研究表明,Gemini表面活性剂的表面过剩吸附量随联接基团碳数的增加而减少,而在界面上的分子面积A却相反,同时它们的胶束电离度随尾链碳数的增加而增大.根据Brewster角的基本原理,组装了一台Brewster角显微镜.实验将Brewster角显微镜与LB槽联用,直接观察了18-3-18,2Br<->在气—液界面上所形成单分子膜的形貌特征及其在压缩过程中的动态变化过程.研究发现,在室温下,18-3-18,2Br<->在空气—水界面上形成的是凝聚态单分子膜并可形成形貌各异的区域结构.探讨了电解质浓度、pH值及表面压的变化对它在界面上的表面压(π)—分子面积(A)曲线和其结构形貌的影响.结果表明,当基质中的电解质浓度和pH值在一定条件下,18-3-18,2Br<-1>在气—液界面上总是能形成凝聚态单分子膜,且它的分子面积会随着NaBr浓度的增加而降低,但pH值的变化对分子面积的影响不明显;电解质浓度和pH值的变化对它所形成单分子膜的形貌影响很大.此外,在一定的条件下,实验还发现了一些奇特的结构形貌.将Gemini表面活性剂的有机溶液铺展于Langmuir单分子膜上,可用BAM直接观察到单分子膜的微区形貌和双层膜的介观结构.结果发现,双层膜的形成过程是一个非平衡态.