聚合甘油改性有機(jī)硅表面活性劑在水溶液和離子液體體系中的性能及應(yīng)用研究

本文規(guī)劃、合成了一系列以天然植物來(lái)歷的甘油聚合改性的新型非離子有機(jī)硅表面活性劑(HL-1,2,3,4),并運(yùn)用紅外、核磁共振、元素剖析及凝膠滲透層析色譜對(duì)產(chǎn)品合成工藝、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要特征等進(jìn)行了詳盡表征剖析,確定最優(yōu)方案的HL-3作為研討對(duì)象。一起運(yùn)用靜態(tài)、動(dòng)態(tài)表面張力儀、動(dòng)態(tài)光散射、負(fù)染色透射電鏡、小角X散射、流變學(xué)、偏光顯微鏡等手法和辦法,研討了其在氣/液界面的吸附和表面功能及水溶液中的集合行為和相行為。結(jié)構(gòu)標(biāo)明:HL-3表面活性劑具有典型的“梳型”結(jié)構(gòu),即直鏈的硅氧烷骨架上鏈接親水性的聚合甘油鏈,聚合甘油鏈長(zhǎng)度為3個(gè)甘油分子的聚合體。整個(gè)表面活性劑分子的分子量約為4201 g﹒mol-1,與類(lèi)似結(jié)構(gòu)和分子量的聚醚改性有機(jī)硅表面活性劑比較較,HL-3水溶液具有更低的臨界膠束濃度和更低的表面張力(21.5 mN﹒m-1)。在較低濃度的水溶液中(10.0 wt%),HL-3自集合成為球狀膠束并呈現(xiàn)較窄的粒徑分布(50~90 nm)。構(gòu)建的中性pH下10.0 wt%濃度HL-3水溶液得到風(fēng)趣的膠束線性堆積現(xiàn)象,小角X散射成果解釋了由于氫鍵、位阻效應(yīng)及硅鏈化學(xué)鍵的方向性使得系統(tǒng)構(gòu)成了核-殼結(jié)構(gòu),在內(nèi)核中半徑4.3~6.0 nm的膠束松散地集合構(gòu)成更大的集合體,使得在透射電鏡下呈現(xiàn)50~90 nm的組合體。這一系統(tǒng)為溶液向?qū)訝钕嘟Y(jié)構(gòu)過(guò)渡的中心階段。跟著系統(tǒng)濃度大于10.0 wt%,逐漸向?qū)訝钜壕Ш土窍嘁壕мD(zhuǎn)變,在質(zhì)量濃度大于30.0 wt%時(shí),粘度增大,一起在偏光下還呈現(xiàn)不同程度的雙折射,在溶液中呈現(xiàn)了液晶相結(jié)構(gòu)。且液晶相在質(zhì)量濃度為30.0~50.0 wt%時(shí)為層狀相,50.0 wt%以上時(shí)轉(zhuǎn)為六角相。流變學(xué)研討闡明,HL-3水溶液為非牛頓流體,其彈性行為占優(yōu)勢(shì),在質(zhì)量濃度大于30.0 wt%時(shí)表現(xiàn)出彈性液晶行為。構(gòu)建了HL-3/離子液體1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽([EMIM][NTf2])二元系統(tǒng)和HL-3/[EMIM][NTf2]/二甲基硅油三元系統(tǒng),采用與水溶液系統(tǒng)類(lèi)似的剖析手法和辦法,研討了HL-3在離子液系統(tǒng)統(tǒng)的表面功能和相行為,試驗(yàn)成果標(biāo)明:HL-3能夠在系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)成集合體并極大地下降離子液體[EMIM][NTf2]的表面張力至23.4mN﹒m-1,因?yàn)镠L-3有機(jī)硅表面活性劑分子經(jīng)過(guò)極性力和氫鍵力與[EMIM][NTf2]陰陽(yáng)離子相互作用,作用力偏弱,使得最小分子截面積Amin,臨界集合濃度(CAC)和飽和吸附量Γmax與水溶液系統(tǒng)比較均有增大。經(jīng)過(guò)引進(jìn)二甲基硅油,繪制了三元系統(tǒng)的相圖并運(yùn)用甲基橙作為探針深入研討了構(gòu)成的微乳液相區(qū)各組分的性質(zhì)和參數(shù),該相區(qū)以二甲基硅油為連續(xù)相,離子液體為分散相,HL-3作為乳化劑確保了微乳液的構(gòu)成和穩(wěn)定性。跟著離子液體[EMIM][NTf2]濃度的增加,微乳液中離子液體微區(qū)粒徑逐漸增大,粒徑可控地分布在26~167 nm之間,甲基橙探針******吸收波長(zhǎng)紅移并逐漸達(dá)到定值。闡明離子液體[EMIM][NTf2]微區(qū)構(gòu)成并逐漸長(zhǎng)大的進(jìn)程。運(yùn)用離子液體[EMIM][NTf2]對(duì)金屬鹽的溶解性和親合性,以及有機(jī)硅系統(tǒng)的穩(wěn)定性,測(cè)驗(yàn)運(yùn)用該微乳液區(qū)制備含金的二氧化鈦納米粒子,成功制備了具有光催化活性的Au/TiO2納米粒子。對(duì)HL-3表面活性劑基本功能的研討成果標(biāo)明:HL-3具有較好的鋪展功能,潤(rùn)濕功能跟著濃度的升高變短變好而且優(yōu)于慣例碳?xì)浔砻婊钚詣?AEO-7),對(duì)硅油的乳化功能極佳但對(duì)石蠟油的乳化才能較差;發(fā)泡功能和消泡功能并不是HL-3明顯的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過(guò)在傳統(tǒng)乳霜增加聚合甘油改性有機(jī)硅表面活性劑規(guī)劃制備了一款液晶型潤(rùn)澤抗老多效乳霜,采用Photomax Pro皮膚色斑影像剖析、Visioline VL650皺紋剖析系統(tǒng)、Visia-CR整個(gè)面部的影像剖析,并結(jié)合消費(fèi)者體會(huì)和志愿者臨床成效點(diǎn)評(píng),對(duì)產(chǎn)品運(yùn)用性和成效性進(jìn)行了點(diǎn)評(píng)。試驗(yàn)成果顯現(xiàn),在增加聚合甘油改性有機(jī)硅表面活性劑后的乳霜中構(gòu)成了液晶雙層結(jié)構(gòu),使得乳霜對(duì)皮膚相容性、成效成分的滲透性和運(yùn)用率等有明顯的提升,顯著提高乳霜這一常用女性護(hù)膚產(chǎn)品劑型的美白、淡斑和抗皺才能。