Page 94 - 201907

第 36 卷第 7 期 精 细 化 工 Vol.36, No.7
201 9 年 7 月 FINE CHEMICALS July 2019

表面活性剂
双羟基 Gemini 表面活性剂的溶液性能及其聚集形态

*
钱逢宜，李 蓉 ，任学宏
（江南大学 生态纺织教育部重点实验室，江苏 无锡 214122）

摘要：以 1-溴十二烷、2-甲氨基乙醇、1,3-二溴丙烷、1,4-二溴丁烷、1,6-二溴己烷、1,8-二溴辛烷、1,10-二溴癸
烷和 1,12-二溴十二烷为原料，制得含有双羟基的 Gemini 表面活性剂〔缩写为 12(OH)-s-12(OH)，其中 s = 3、4、
6、8、10 和 12〕。并测定了双羟基 Gemini 表面活性剂的热稳定性及其在水溶液中的表面张力及泡沫性能；采用
耗散粒子动力学（DPD）方法预测了 Gemini 表面活性剂在水溶液中的聚集形态。结果表明，该类型 Gemini 表
面活性剂具有较好的热稳定性和泡沫性能，随着连接基团长度的增加（s≤6），其在水溶液中的临界胶束浓度
（CMC）从 0.62 mmol/L（s=3）降至 0.21 mmol/L（s=6）左右，且当连接基团长度 s>6 后 CMC 基本不变。随
着 Gemini 表面活性剂摩尔分数的增加，胶束形态从球状胶束→棒状胶束→层状胶束→反胶束网络结构逐渐转
变，且连接基团长度的改变几乎不影响其在水溶液中的胶束形态转变。
关键词：Gemini 表面活性剂；表面张力；泡沫性能；耗散粒子动力学模拟；聚集形态
中图分类号：TQ423；O648 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 07-1340-06

Properties and Aggregation Morphology of Dihydroxyl
Gemini Surfactants in Aqueous Solution

*
QIAN Feng-yi, LI Rong , REN Xue-hong
（Key Laboratory of Eco-Textile, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China）

Abstract: Gemini surfactants containing dihydroxy 〔abbreviated as 12(OH)-s-12(OH), s=3, 4, 6, 8, 10 and
12〕 were synthesized using 1-bromododecane, 2-methylaminoethanol, 1,3-dibromopropane, 1,4-dibromobutane,
1,6-dibromohexane, 1,8-dibromooctane, 1,10-dibromodecane and 1,12-dibromododecane as raw materials.
The thermal property of Gemini surfactants and their surface tensions in aqueous solution were
characterized. Their foam properties were tested. The aggregation morphology of Gemini surfactants in
aqueous solution was predicted by using dissipative particle dynamics (DPD). The results indicated that
these Gemini surfactants had good thermal property and foaming property. With the increase of spacer
length (s≤6), the critical micelle concentration (CMC) of Gemini surfactants in aqueous solution were
decreased from 0.62 mmol/L (s=3) to about 0.21 mmol/L(s=6). The CMC almost kept unchanged when the
spacer length further increased (s>6). When the molar fraction of Gemini surfactant increased, the micellar
morphology gradually changed from spherical micelle to rod micelle to layered micelle eventually to
reverse micelle network structure. Moreover, the change of spacer group length of the Gemini surfactants
hardly affected the change of its micellar morphology in aqueous solution.
Key words: Gemini surfactant; surface tension; foaming property; dissipative particle dynamics;
aggregation behavior

自 Gemini 表面活性剂成功合成以来，由于其具 连接基团和头基的化学结构，Gemini 表面活性剂可
有更高的表面活性、更低的临界胶束浓度等，引起 以呈现丰富多样的分子结构和奇特的自组装行为 [7-8] 。
了国内外研究者们的广泛关注 [1-6] 。通过改变尾链、 如 Zhang 等人比较了连接基团中含有双键的 12-fo-12

收稿日期：2018-12-27; 定用日期：2019-03-12; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180958
基金项目：国家自然科学基金（21706093）
作者简介：钱逢宜（1995—），男，硕士生，E-mail：fyqian@hotmail.com。联系人：李 蓉（1981—），女，副教授，E-mail：rongli0719@
163.com。