關(guān)鍵詞：綠色表面活性劑、界面擴(kuò)張流變、振蕩滴、粘彈模量、ESr-O一體化解決方案

摘  要：通過擴(kuò)張流變測量，研究表面活性劑分子在界面吸附膜的吸附特性，分子排列和構(gòu)象，對(duì)研發(fā)綠色高效表面活性劑實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)指導(dǎo)。

       表面活性劑在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)每年僅家用洗滌劑的消費(fèi)量就約為七千多萬噸。然而表面活性劑的大量使用導(dǎo)致嚴(yán)重的水和土壤污染，對(duì)水生生物、動(dòng)植物和人類產(chǎn)生極其不利的影響。因此，*的研究人員都在尋找環(huán)境友好的 “綠色高效表面活性劑”來取代目前使用的體系，希望產(chǎn)生更好的生態(tài)影響，實(shí)現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展。在眾多候選者中氨基酸類表面活性劑無疑是的一類，它可由不同的氨基酸和脂質(zhì)等天然產(chǎn)物高效合成并獲得不同的物理化學(xué)性質(zhì)來滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用要求。研究表明，通過氨基酸類表面活性劑與其他表面活性劑體系進(jìn)行科學(xué)合理的復(fù)配可進(jìn)一步提高表面活性劑的效能。通過振蕩懸掛液滴進(jìn)行的界面擴(kuò)張流變研究是一種很好的配方優(yōu)化工具，有助于更好地理解表面活性劑在界面上的吸附特性、分子排列和構(gòu)象。

       北京工商大學(xué)的徐寶才教授團(tuán)隊(duì)成功地將月桂酰甘氨酸鈉（C12-Gly-Na）作為一種具有代表性的氨基酸表面活性劑，與十二烷基硫酸鈉（SDS；陰離子）、十二烷基*基溴化銨（C12TAB；陽離子）和Triton X-100（非離子）等不同的表面活性劑進(jìn)行復(fù)配以研究其對(duì)界面行為的影響，來獲得綠色高效的表面活性劑配方。通過界面擴(kuò)張流變學(xué)研究，他們推斷混合體系比純C12-Gly-Na具有更高的界面活性。尤其是在C12-Gly-Na/C12TAB混合體系中，CMC低且界面擴(kuò)張模量高，界面上形成了粘彈性薄膜。多數(shù)表面活性劑的界面擴(kuò)張模量隨著濃度的增加會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)大值，但由于C12-Gly-Na氨基氫鍵的存在會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生兩個(gè)大值，而在C12TAB存在下因?yàn)閺?qiáng)靜電相互作用占主導(dǎo)地位C12-Gly-Na的第二個(gè)大值消失。這為氨基酸類表面活性劑在化妝品、食品、日用化工等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用開辟了道路，為綠色高效氨基酸表面活性劑的界面行為的研究提供了有價(jià)值的信息。

  圖1: C12-Gly-Na及其復(fù)配體系的表面性質(zhì)與流變性質(zhì)

       在這項(xiàng)工作中，使用接觸角測量OCA 25和振蕩注射器模塊ESr-O（圖2）研究了界面擴(kuò)張等特性與時(shí)間、頻率和濃度的相關(guān)性（圖1）。這種設(shè)備組合是一種測量擴(kuò)張流變特性、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸角、固體表面自由能、液體表面和界面張力的一體化解決方案。

圖2: OCA25組合ESr-O機(jī)械振蕩模塊，實(shí)現(xiàn)多功能一體化表面和界面物性分析儀器

使用儀器：dataphysics OCA25+ESr-O 接觸角(擴(kuò)張流變）測量儀

(廠家：Dataphysics Instruments GmbH, 德國)

詳細(xì)請(qǐng)參閱：

[1] Interfacial Dilational Rheology of Sodium Lauryl Glycine and Mixtures with Conventional Surfactants; Z. Chen, · P. Zhang, · Y. Sun, · C. Wang, · B. Xu; Journal of surfactants and detergents 2019, 22, 1477-1485; 

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