氨基酸型表面活性剂月桂酰基谷氨酸钠的pH响应性及泡沫性质研究

发布时间：2017-09-10 21:17

  本文关键词：氨基酸型表面活性剂月桂酰基谷氨酸钠的pH响应性及泡沫性质研究

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【摘要】：表面活性剂作为重要的化工产品,在许多工业领域中有广泛应用,社会需求量一直在不断增加。表面活性剂的应用为满足人们对生产和生活的需求带来重大贡献,但同时因其大量使用后随废水废渣排放到水体和土壤中,带来的环境问题也越来越严重,因此近年来低毒易降解的绿色表面活性剂的开发和应用引起人们的关注。氨基酸型表面活性剂不仅具有良好的易降解性、抗菌性、安全性,而且由于它特殊的结构决定了其作为两性表面活性剂具有水溶性好、抗盐性强以及具有pH响应性有许多优良的性质,因此具有很好的应用前景。目前对氨基酸型表面活性剂的研究主要集中在体相性质,关于其界面性质的研究报道较少,特别是对于氨基酸型表面活性剂泡沫性质的研究报道很少。本文考察了氨基酸表面活性剂桂酰基谷氨酸钠的界面性质以及体相性质对pH的响应性,重点研究了其泡沫性质随环境条件的变化,并探讨了相关机理,还考察了其与甲基纤维素、海藻酸钠等水溶性聚合物以及阳离子表面活性剂等组成的复合体系的泡沫性质,探讨了相互作用机制,取得理论认识对氨基酸型表面活性剂在日化和工业领域的应用具有指导意义。本论文主要分为三个部分：第一部分通过测定pH滴定曲线,结合表面张力、红外光谱、体相流变和扫描电子显微镜等手段,探讨了月桂酰基谷氨酸钠(LGS)的分子结构随着pH的变化,以及pH对其界面性质和体相性质的影响规律。实验结果表明,在中性条件下,不同质子化程度的表面活性剂分子共存,并且产生加和增效作用,分子在气液界面上紧密排列,有效地降低表面张力；随着pH降低,月桂酰基谷氨酸钠分子质子化程度增大,在溶液中可形成凝胶,并且随着pH的降低,凝胶强度升高。pH进一步降低,月桂酰基谷氨酸钠质子化程度显著升高,Krafft点升高,溶解性显著下降。第二部分考察了月桂酰基谷氨酸钠(LGS)溶液在不同温度和pH条件下的泡沫性质。采用泡沫扫描仪器测定了其起泡性、泡沫稳定性、泡沫的携液、析液等性质,并结合实验和分子模拟方法探讨了不同pH下月桂酰基谷氨酸钠的稳泡机制。研究结果表明,在碱性以及中性pH条件下,由于不同质子化程度的表面活性剂分子之间的相互作用,分子在界面上紧密排列,使气体扩散穿过液膜速度降低,因此气泡的奥氏熟化速度降低,泡沫间聚并速度降低,有利于泡沫的稳定；在酸性pH下,溶液中有弱凝胶形成,泡沫的起泡能力降低,而泡沫液膜的稳定性得到极大的增强；而当pH进一步降低,溶液中凝胶强度增大,形成的泡沫尺寸分布不均匀,并且泡沫液膜在有凝胶形成的过程中容易发生破裂,不利于泡沫稳定。第三部分探讨了月桂酰基谷氨酸钠与甲基纤维素、海藻酸钠等聚合物形成的复合体系以及与阳离子表面活性剂复配体系的泡沫性质。研究结果表明,聚合物对泡沫性质的影响与其自身的结构和性质相关,并且受pH等条件影响。如在不同pH条件下,甲基纤维素对月桂酰基谷氨酸钠泡沫性质的影响不同。本部分采用泡沫扫描、动态表面张力和界面扩张流变测定等方法,探究了聚合物对泡沫的影响以及作用机理。
【关键词】：氨基酸型表面活性剂 月桂酰基谷氨酸钠 泡沫 凝胶 pH响应性
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O647.2
【目录】：

• 摘要11-13
• ABSTRACT13-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 引言15
• 1.2 氨基酸型表面活性剂15-18
• 1.2.1 氨基酸型表面活性剂的分类16-17
• 1.2.2 氨基酸型表面活性剂的应用17-18
• 1.3 表面活性剂稳定的水基泡沫18-23
• 1.3.1 水基泡沫的形成18-20
• 1.3.2 泡沫稳定性的影响因素20-21
• 1.3.3 聚合物对泡沫稳定性的影响21-22
• 1.3.4 具有刺激响应性的可控泡沫22-23
• 1.4 小分子凝胶23-26
• 1.4.1 凝胶的定义和分类23
• 1.4.2 小分子凝胶的形成过程23-25
• 1.4.3 小分子凝胶的特性和应用25-26
• 1.5 本论文研究的目的和意义26-27
• 第二章 研究方法27-35
• 2.0 泡沫稳定性27-28
• 2.1 起泡能力28-29
• 2.1.1 摇床法28
• 2.1.2 搅拌法28-29
• 2.2 红外光谱29-30
• 2.3 静态表面张力30
• 2.4 流变仪30-31
• 2.5 透射电子显微镜31-32
• 2.6 油水界面张力32
• 2.7 pH的测定32
• 2.8 分子动力学模拟32-33
• 2.9 动态表面张力33
• 2.10 界面扩张流变33-35
• 第三章 月桂酰基谷氨酸钠性质对pH的响应性35-46
• 3.1 月桂酰基谷氨酸钠的基本性质35-36
• 3.1.1 试剂35-36
• 3.1.2 实验方法36
• 3.2 pH对月桂酰基谷氨酸钠分子状态和表面活性的影响36-40
• 3.3 pH和温度对月桂酰基谷氨酸钠体相缔合行为的影响40-45
• 3.3.1 pH对凝胶形成和强度的影响40-43
• 3.3.2 温度对凝胶形成和强度的影响43-45
• 本章小结45-46
• 第四章 月桂酰基谷氨酸钠的泡沫性质46-57
• 4.1 浓度对月桂酰基谷氨酸钠泡沫性质的影响46-48
• 4.2 pH对月桂酰基谷氨酸钠溶液起泡能力的影响48
• 4.3 pH和温度对泡沫稳定性的影响规律及机制48-54
• 4.3.1 月桂酰基谷氨酸钠泡沫稳定性随温度、pH的变化48-50
• 4.3.2 溶液中无凝胶形成时月桂酰基谷氨酸钠的稳泡机理50-52
• 4.3.3 溶液有凝胶形成时月桂酰基谷氨酸钠的稳泡机理52-54
• 4.4 对温度响应的月桂酰基谷氨酸钠泡沫54-56
• 本章小结56-57
• 第五章 基于月桂酰基谷氨酸钠的二元复合体系的泡沫性质57-81
• 5.1 聚合物对月桂酰基谷氨酸钠起泡能力的影响57-58
• 5.2 甲基纤维素对月桂酰基谷氨酸钠泡沫稳定性的影响58-76
• 5.2.1 pH=10.0时,甲基纤维素和月桂酰基谷氨酸钠复合体系的泡沫性质58-68
• 5.2.2 pH=7.0时,甲基纤维素和月桂酰基谷氨酸钠复合体系的泡沫性质68-74
• 5.2.3 pH=6.0时,甲基纤维素和月桂酰基谷氨酸钠复合体系的泡沫性质74-76
• 5.3 海藻酸钠对月桂酰基谷氨酸钠泡沫稳定性的影响76-78
• 5.4 月桂酰基谷氨酸钠与阳离子型表面活性剂复配体系的泡沫性质78-80
• 本章小结80-81
• 参考文献81-89
• 论文总结89-91
• 致谢91-92
• 攻读硕士期间的研究成果92-93
• 学位论文评阅及答辨情况表93

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本文编号：826687