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·1342· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

和 AA 代表 DPD 排斥参数（A、B 分别表示不同的 这可能是因为本文所选择的 Gemini 表面活性剂系
珠子），k B 代表玻尔兹曼常数，T 代表绝对温度，  列之间的区别仅为连接基团长度不同，连接基团长
代表 Flory-Huggins 参数。 度的改变不会对 Gemini 表面活性剂的热稳定性造
本模拟中水 分子之间的 排斥参数 ( WW ) 为 成太大的影响，因此本文仅列出了其中一种 Gemini
25 k BT [23] ，其他参数可采用 DPD参数与 Flory-Huggins 表面活性剂研究其热稳定性能。
参数之间的关系得到： 2.2 溶液性质测定
 图 3 为 12(OH)-s-12(OH)的表面张力随浓度对
a   25 （2）

0.306 数的变化关系曲线。从图中可以看出，当表面活性
根据公式（2），当   时， AB  25 ，意味着 剂溶液浓度增加时，表面张力随之急速下降，当其
0
粒子之间存在相互排斥作用；当   时， AB  25 ， 浓度下降到临界胶束浓度时（CMC），表面张力不
0
意味着粒子之间存在相互吸引作用；而   时， 再随表面活性剂浓度的增加而降低，维持在一个相
0
 AB  25 ，表明粒子之间没有相互作用。本文所运 对稳定的水平。从图 3 中还可以看出，当连接基团
用的相互作用参数如表 1 所示： 长度 s≤6 时，临界胶束浓度（CMC）随着连接基团
长度的增加呈降低趋势，从 0.62 mmol/L（s=3）降
表 1 12(OH)-s-12(OH)/水体系的相互排斥参数 至 0.21 mmol/L 左右（s=6）；当 s>6 后，临界胶束浓
Table 1 Repulsive parameters for 12(OH)-s-12(OH)/water 度基本 保持不变。这可能是因为当连接基团长度
system
较短时 （s≤6），连接基团为刚性，连接基团不可
H T W
弯曲，分子内头基之间的距离随着连接基团长度的
H 35 80 25
增加而增大，使得形成胶束所需的浓度有所降低；
T 80 15 80
而当连接基团长度较长时（s>6），连接基团的柔性
W 25 80 25
增加，可在水溶液中弯曲，且当连接基团进一步增大
注：H—表面活性剂头基；T—表面活性剂尾链；W—水
分子。 时，其弯曲、折叠的程度也进一步增大，导致其分子
内头基之间的距离保持不变，其临界胶束浓度也因
2 结果与讨论 此保持在一定数值 [26] 。由此推断 12(OH)-s-12(OH)在
气液界面上的吸附形态模型如图 4 所示，与不含有羟
2.1 热性能测定
基的 Gemini 表面活性剂在气液界面上的分子构型相
12(OH)-3-12(OH)的 TGA 曲线和 DTG 曲线如图
2 所示。从图 2 可以看出，12(OH)-3-12(OH)在温度
达到 200 ℃左右开始失重，说明此时表面活性剂开
始分解，在 380 ℃左右失重基本完成，说明表面活
性剂分子完全分解，其最大分解速率所对应的温度
为 251 ℃，与其他类型表面活性剂的热稳定性相
似 [25] ，说明 12(OH)-3-12(OH)具有较好的热稳定性。
本文作者还测定了其他连接基团长度的 Gemini 表
面活性剂的热性能，发现其热性能的变化并不明显。

图 3 12(OH)-s-12(OH)的表面张力曲线
Fig. 3 Surface tension curves of 12(OH)-s-12(OH)

图 4 12(OH)-s-12(OH)在气液界面上的吸附模型
图 2 12(OH)-3-12(OH)的 TGA 和 DTG 曲线 Fig. 4 Adsorption model of 12(OH)-s-12(OH) at air/water
Fig. 2 TGA and DTG curves of 12(OH)-3-12(OH) interface