聚合甘油改性有机硅表面活性剂在水溶液和离子液体体系中的性能及应用研究

本文规划、合成了一系列以天然植物来历的甘油聚合改性的新型非离子有机硅表面活性剂(HL-1,2,3,4),并运用红外、核磁共振、元素剖析及凝胶渗透层析色谱对产品合成工艺、结构特点、主要特征等进行了详尽表征剖析,确定最优方案的HL-3作为研讨对象。一起运用静态、动态表面张力仪、动态光散射、负染色透射电镜、小角X散射、流变学、偏光显微镜等手法和办法,研讨了其在气/液界面的吸附和表面功能及水溶液中的集合行为和相行为。结构标明:HL-3表面活性剂具有典型的“梳型”结构,即直链的硅氧烷骨架上链接亲水性的聚合甘油链,聚合甘油链长度为3个甘油分子的聚合体。整个表面活性剂分子的分子量约为4201 g﹒mol-1,与类似结构和分子量的聚醚改性有机硅表面活性剂比较较,HL-3水溶液具有更低的临界胶束浓度和更低的表面张力(21.5 mN﹒m-1)。在较低浓度的水溶液中(10.0 wt%),HL-3自集合成为球状胶束并呈现较窄的粒径分布(50~90 nm)。构建的中性pH下10.0 wt%浓度HL-3水溶液得到风趣的胶束线性堆积现象,小角X散射成果解释了由于氢键、位阻效应及硅链化学键的方向性使得系统构成了核-壳结构,在内核中半径4.3~6.0 nm的胶束松散地集合构成更大的集合体,使得在透射电镜下呈现50~90 nm的组合体。这一系统为溶液向层状相结构过渡的中心阶段。跟着系统浓度大于10.0 wt%,逐渐向层状液晶和六角相液晶转变,在质量浓度大于30.0 wt%时,粘度增大,一起在偏光下还呈现不同程度的双折射,在溶液中呈现了液晶相结构。且液晶相在质量浓度为30.0~50.0 wt%时为层状相,50.0 wt%以上时转为六角相。流变学研讨阐明,HL-3水溶液为非牛顿流体,其弹性行为占优势,在质量浓度大于30.0 wt%时表现出弹性液晶行为。构建了HL-3/离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([EMIM][NTf2])二元系统和HL-3/[EMIM][NTf2]/二甲基硅油三元系统,采用与水溶液系统类似的剖析手法和办法,研讨了HL-3在离子液系统统的表面功能和相行为,试验成果标明:HL-3能够在系统内构成集合体并极大地下降离子液体[EMIM][NTf2]的表面张力至23.4mN﹒m-1,因为HL-3有机硅表面活性剂分子经过极性力和氢键力与[EMIM][NTf2]阴阳离子相互作用,作用力偏弱,使得最小分子截面积Amin,临界集合浓度(CAC)和饱和吸附量Γmax与水溶液系统比较均有增大。经过引进二甲基硅油,绘制了三元系统的相图并运用甲基橙作为探针深入研讨了构成的微乳液相区各组分的性质和参数,该相区以二甲基硅油为连续相,离子液体为分散相,HL-3作为乳化剂确保了微乳液的构成和稳定性。跟着离子液体[EMIM][NTf2]浓度的增加,微乳液中离子液体微区粒径逐渐增大,粒径可控地分布在26~167 nm之间,甲基橙探针最大吸收波长红移并逐渐达到定值。阐明离子液体[EMIM][NTf2]微区构成并逐渐长大的进程。运用离子液体[EMIM][NTf2]对金属盐的溶解性和亲合性,以及有机硅系统的稳定性,测验运用该微乳液区制备含金的二氧化钛纳米粒子,成功制备了具有光催化活性的Au/TiO2纳米粒子。对HL-3表面活性剂基本功能的研讨成果标明:HL-3具有较好的铺展功能,润湿功能跟着浓度的升高变短变好而且优于惯例碳氢表面活性剂(AEO-7),对硅油的乳化功能极佳但对石蜡油的乳化才能较差;发泡功能和消泡功能并不是HL-3明显的优势。经过在传统乳霜增加聚合甘油改性有机硅表面活性剂规划制备了一款液晶型润泽抗老多效乳霜,采用Photomax Pro皮肤色斑影像剖析、Visioline VL650皱纹剖析系统、Visia-CR整个面部的影像剖析,并结合消费者体会和志愿者临床成效点评,对产品运用性和成效性进行了点评。试验成果显现,在增加聚合甘油改性有机硅表面活性剂后的乳霜中构成了液晶双层结构,使得乳霜对皮肤相容性、成效成分的渗透性和运用率等有明显的提升,显著提高乳霜这一常用女性护肤产品剂型的美白、淡斑和抗皱才能。