陰-陽離子表面活性劑高鹽溶液及其與卵磷脂復(fù)配體系的聚集行為和性質(zhì)的研究.pdf

1、表面活性劑體系形成的聚集體結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和性質(zhì)與形成機(jī)理，以及隨之發(fā)生的相轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變過程中熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題仍然是表面活性劑科學(xué)研究的熱點(diǎn)。表面活性劑復(fù)配體系以其能夠簡單快捷地形成新的產(chǎn)品而得以廣泛研究，由于表面活性劑之間是以非共價(jià)鍵的方式作用，這樣即可以利用各自的性能和優(yōu)勢，又可以發(fā)揮各種物質(zhì)的協(xié)同效應(yīng)。
　　 表面活性劑復(fù)配體系在溶液中能夠自發(fā)形成各種有序聚集體，如球狀和蠕蟲狀膠束、囊泡、層狀液晶等，陰/陽離子表面活性劑體

2、系就是其中杰出的代表。陰/陽離子表面活性劑體系呈現(xiàn)出豐富的相行為，而這些相行為的變化因素主要是陰離子和陽離子表面活性劑的混合比例、表面活性劑總濃度和表面活性劑的自身性質(zhì)，如鏈長、極性頭基類型等。這些體系一個(gè)顯著的性質(zhì)是能夠自發(fā)形成陰/陽離子表面活性劑囊泡，而這些自發(fā)形成的囊泡能夠穩(wěn)定存在相當(dāng)長的一段時(shí)間，可以作為一種模型體系來研究，具有重要的理論研究價(jià)值。
　　 卵磷脂作為一種生物表面活性劑，是細(xì)胞的重要組成成分，它能夠促進(jìn)神經(jīng)

3、傳導(dǎo)，提高大腦活力;促進(jìn)脂肪代謝，防止出現(xiàn)脂肪肝;改善血液循環(huán)，預(yù)防心、腦血管疾病，具有極高的營養(yǎng)和醫(yī)學(xué)價(jià)值。卵磷脂具有乳化、潤濕、分散、改善粘度以及生物降解性等，在表面活性劑聚集體的構(gòu)筑及調(diào)控等方面有不同于普通表面活性劑的特點(diǎn)，能形成一些獨(dú)特的聚集結(jié)構(gòu)。研究卵磷脂參與形成的陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系，可為近年來興起的納米材料、生物技術(shù)以及醫(yī)藥研究提供基礎(chǔ)。
　　 論文以陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系為模型體系，研究了模擬體系在

4、高鹽溶液中的聚集結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及它們與卵磷脂混合構(gòu)筑的無鹽陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系。
　　 第一章中簡要介紹了與本論文研究相關(guān)的基本知識、國內(nèi)外近年的研究動(dòng)態(tài)以及選題的內(nèi)容和研究意義。
　　 在第二章中，我們研究了無機(jī)鹽NaBr、NaCl和KBr分別在陽離子表面活性劑TTABr和陰離子表面活性劑SDS溶液中從298.15 K到353.15K的溶解度。無機(jī)鹽在表面活性劑溶液中的溶解度隨溫度的增加而增加，與其在水中的溶解度

5、隨溫度變化趨勢相同。NaBr、NaCl和KBr在低于臨界膠束濃度(cmc)的表面活性劑溶液中的溶解度大于它們在高于cmc溶液中的溶解度。NaBr和KBr在陽離子表面活性劑溶液TTABr中的溶解度隨溫度增加而顯著增加，但是NaBr和NaCl在陰離子表面活性劑溶液SDS中的溶解度隨溫度升高增加緩慢。在考察溫度范圍內(nèi)，無機(jī)鹽在SDS溶液中的溶解度遠(yuǎn)小于其在水中的溶解度。而對于TTABr溶液則不同，當(dāng)溫度低于312.5 K時(shí)，KBr和NaBr在

6、TTABr溶液中的溶解度遠(yuǎn)小于其在水中的溶解度;當(dāng)溫度高于340.15 K時(shí)，KBr和NaBr在TTABr溶液中的溶解度略高于其在水中溶解度;當(dāng)溫度在312.15～340.15 K之間時(shí)，KBr和NaBr在TTABr溶液中的溶解度與其在水中溶解度相當(dāng)。這些數(shù)據(jù)和結(jié)論對于物理化學(xué)和工業(yè)應(yīng)用中無機(jī)鹽和表面活性劑的相互作用提供了新的理解和基本數(shù)據(jù)。
　　 在第三章中，NaBr誘導(dǎo)陰/陽離子表面活性劑復(fù)配形成的無鹽和含鹽體系聚集體形貌發(fā)

7、生了變化，具體研究的體系是:i）優(yōu)質(zhì)的稀土金屬萃取劑二(2-乙基己基磷酸酯(HDEHP)和十四烷基三甲基氫氧化銨(TTAOH)混合體系，ii）HDEHP的鈉鹽NaDEHP(HDEHP+NaOH→NaDEHP+H2O)與十四烷基三甲基溴化銨(TTABr)。隨著鹽的加入，無鹽體系由Lα/L1兩相轉(zhuǎn)變成由囊泡組成的Lα相，含鹽體系也轉(zhuǎn)變成Lα相，即兩個(gè)體系中聚集體形貌都發(fā)生了變化，但轉(zhuǎn)變后形成的微觀結(jié)構(gòu)是完全不同的。對于無鹽體系HDEPH/T

8、TAOH/H2O，鹽的加入使得聚集體從緊密堆積導(dǎo)致的形變嚴(yán)重的囊泡轉(zhuǎn)變成尺寸小、分散度低、自發(fā)曲率穩(wěn)定的囊泡相;而含鹽體系NaDEHP/TTABr/H2O隨溶液中Na+的增加，單分散的多層囊泡相轉(zhuǎn)變成嚴(yán)重變形、曲率較小、體積較大的囊泡。偏光顯微鏡觀察、流變學(xué)測量、2H和31P核磁共振和低溫透視電子顯微鏡(cryo-TEM)都證明了這些精細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的演變，并從能量和臨界堆積參數(shù)理論解釋了這兩個(gè)體系中囊泡結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。改變鹽濃度控制聚集體結(jié)構(gòu)類

9、型的轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻婊钚詣┚奂w的轉(zhuǎn)變提供新的理解，并有望能夠?yàn)殚_展稀土元素囊泡相中的萃取和控制釋放做出理論貢獻(xiàn)。
　　 在第四章和第五章中，研究了卵磷脂參與構(gòu)筑無鹽陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系和卵磷脂與無鹽陰/陽離子表面活性劑復(fù)配體系的相互作用以及結(jié)構(gòu)演變。在第四章中，考察了卵磷脂/TTAOH/水體系，通過改變混合比率r可以觀察到豐富的相行為。Cryo-TEM能夠直觀地觀察到聚集結(jié)構(gòu)，流變學(xué)實(shí)驗(yàn)測量了這些聚集結(jié)構(gòu)的流變學(xué)性質(zhì)，并證明

10、這些結(jié)構(gòu)的存在，同時(shí)1H和31P核磁共振譜圖提供了卵磷脂與TTAOH相互作用的重要信息。在已有的研究結(jié)果中，卵磷脂與離子表面活性劑相互作用的研究集中在含水量少的條件下。這些體系形成的結(jié)構(gòu)主要是層狀相和濃密的多層囊泡相（尺寸大于5μm）。而在本章研究的體系中觀察到了棒狀膠束和單層囊泡的存在。有趣的是我們發(fā)現(xiàn)卵磷脂可以結(jié)合一些單鏈表面活性劑TTAOH形成囊泡，因此這個(gè)體系為在特殊條件下（比如堿性）在脂質(zhì)體內(nèi)封裝藥物提供了可能性。
　　

11、 在第五章中，研究了卵磷脂與無鹽陰/陽離子表面活性劑體系十四烷基三甲基氫氧化銨/正十四酸/水(TTAOH/MA/H2O)的相互作用。隨卵磷脂與TTAM混合比例和表面活性劑總濃度的變化，體系卵磷脂/TTAM/H2O形成的聚集體結(jié)構(gòu)不同，分別是六角相H，層狀相L，和兩相層狀相/H2O和六角相/層狀相。卵磷脂和TTAM在水溶液中都容易形成層狀相或囊泡相，卵磷脂在水含量較低且溫度較高時(shí)形成反相六角相，而混合體系卵磷脂/TTAM/H2O在水含量