物理化学学报 >> 2020, Vol. 36 >> Issue (10): 1909049.doi: 10.3866/PKU.WHXB201909049
所属专题: 胶体与界面化学前沿
收稿日期:
2019-09-26
发布日期:
2020-06-11
通讯作者:
韩杰,郭荣
E-mail:hanjie@yzu.edu.cn;guorong@yzu.edu.cn
基金资助:
Yimin Hu, Jie Han(), Rong Guo(
)
Received:
2019-09-26
Published:
2020-06-11
Contact:
Jie Han,Rong Guo
E-mail:hanjie@yzu.edu.cn;guorong@yzu.edu.cn
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摘要:
蠕虫状胶束和小分子水凝胶是由具有粘弹性的三维网络构成。但它们具有不同的粘弹性。蠕虫状胶束以黏性为主,这主要是由暂时平衡的网络决定。凝胶以弹性为主,三维网状结构稳定。在某些情况下,蠕虫状的胶束通过网络结构的增强可以转化为凝胶。在我们之前的研究中发现由离子液体型表面活性剂1-十六烷基-3-辛基咪唑溴化铵([C16imC8]Br)形成的蠕虫状胶束在不含添加剂时,具有较高的粘弹性。非离子表面活性剂十二烷基聚氧四乙烯醚(Brij 30)的加入有望通过静电作用和疏水相互作用增强([C16imC8]Br蠕虫状胶束的粘弹性,促进蠕虫状胶束向凝胶的转变。利用流变学和冷冻刻蚀透射电镜研究了具有Brij 30的蠕虫状胶束的微观形貌和粘弹性随浓度的变化。采用流变学方法研究了Brij 30/[C16imC8]Br凝胶的热稳定性和凝胶-溶胶转变温度。通过zeta电位测量和核磁共振研究了Brij 30和[C16imC8]Br之间的相互作用。在[C16imC8]Br的不同初始浓度下,Brij 30/[C16imC8]Br样品的粘弹性随Brij 30浓度的增大先增大后减小。在一定的Brij 30浓度下,Brij 30/[C16imC8]Br样品具有凝胶的流变特性。[C16imC8]Br (4.06% (w,质量分数))/Brij 30凝胶的黏弹性最大值出现在Brij 30/[C16imC8]Br的摩尔比(Mr)为4.55时。Brij 30/[C16imC8]Br凝胶的粘弹性与凝胶的活化能呈正相关。Brij 30/[C16imC8]Br凝胶的凝胶-溶胶转变温度也随着Brij30浓度的增加先升高后降低。Brij 30/[C16imC8]Br (4.06% (w))凝胶的最大值出现在Brij 30/[C16imC8]Br的摩尔比为2.93时。Brij 30浓度对Brij 30/[C16imC8]Br凝胶的粘弹性、热稳定性和凝胶-溶胶转变温度有很大影响。zeta电位和核磁氢谱测量结果表明,电中性Brij 30分子在疏水作用下插入到[C16imC8]Br虫状胶束的栅栏层。它减少了[C16imC8]Br头基之间的静电斥力,这种斥力导致了蠕虫状胶束的快速生长和更强的网状结构的形成。最后,蠕虫状胶束转变成凝胶。所得结果将有助于更好地理解蠕虫状胶束与凝胶之间的关系,具有潜在的工业和技术应用价值。
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Fig 5
(a) The G' versus Brij 30 concentration of Brij 30/[C16imC8]Br (4.06% (w)) gels at different temperatures. (b) Brij 30 concentration corresponding to the maximum elastic modulus G'max of different Brij 30/[C16imC8]Br (4.06% (w)) gels at different temperatures. (c) The G' versus temperature of Brij 30/[C16imC8]Br (4.06% (w)) gels. (d) The G' versus 1/T of different Brij 30/[C16imC8]Br (4.06% (w)) gels."
Fig 8
(a, b) 1H NMR spectra of Brij 30/[C16imC8]Br (4.06%(w)) samples at different concentrations of Brij 30 in D2O for (a) H1, H2 and (b) H4 of [C16imC8]Br. (c) The relative chemical shifts of H1, H2 and H4 at different concentrations of Brij 30 of Brij 30/[C16imC8]Br (4.06% (w)) samples. (d, e) 1H NMR spectra of Brij 30 (8.80%(w))/[C16imC8]Br (4.06% (w)) gels at different temperatures in D2O for (d) H1, H2 and (e) H4 of [C16imC8]Br. (f) The relative chemical shifts of H1, H2 and H4 of Brij 30 (8.80% (w))/[C16imC8]Br (4.06% (w)) gels at different temperatures."
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