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1、-范文最新推荐- 混合表面活性剂胶束特性与流变性之间的规律性研究 摘要：本论文针对表面活性剂溶液体系，研究了表面活性剂胶束形成的规律性，主要包括表面活性剂浓度、其它表面活性剂以及添加剂对其影响。在加热条件下混合多种表面活性剂以及其它原料，并研究体系粒径变化趋势和流变性规律。实验结果表明：表面活性剂流变性变化与胶束的变化有关。单一表面活性剂随着其质量分数增大，胶束逐渐减小。随着无机盐的质量分数的增大，胶束增大。混合离子型表面活性剂随着其中一种表面活性剂的质量分数增大粒径增大；一定剪切速率下，剪切粘度增大。剪切粘度随着剪切速率的增大而减小。随着无机盐质量分数的增大，混合表面活性剂胶束增大，剪切粘度
2、发生改变。剪切粘度随着剪切速率的增大而减小。关键词：表面活性剂；胶束；流变性；规律性；剪切粘度Research on micelle properties and rheological properties of mixed surfactant solutionAbstract: In this paper, the regularity of surfactant micelles formed the surfactant solution system is studied, including the impact of surfactant concentration, othe
3、r surfactants and additives on the system. more surfactants is mixing under heating conditions as well as other raw materials, and particle size variation trend and rheology law of this system is researched .The experimental results showed that: Surfactant rheology changes is associated with changes
4、 in the micelle.Single surfactant micelle gradually decreases with the increase of the mass fraction. Micelles increases with the increase of the mass fraction of the inorganic salts. The mixed ionic surfactant as wherein the mass fraction of a surfactant to increase the particle size increases；In a
5、 certain shear rate, shear viscosity increases. The shear viscosity decreases with increasing shear rate. With the increase of the additive mass fraction, mixed surfactant micelles increases.With the increase of the mass fraction of inorganic salts, mixed surfactant micelles increases, the shear vis
6、cosity changes. Shear viscosity increases as the shear rate . 4. 结论28致谢29参考文献37751. 绪论1.1 表面活性剂及胶束概述1.1.1 表面活性剂与胶束的定义表面活性剂1 (surfactant)，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型
7、表面活性剂等。胶束（micelles）在药剂学中是指，当表面活性剂的正吸附到达饱和后继续加入表面活性剂，其分子则转入溶液中，因其亲油基团的存在，水分子与表面活性剂分子相互间的排斥力远大于吸引力，导致表面活性剂分子自身依赖范德华力相互聚集，形成亲油基向内，亲水基向外，在水中稳定分散，大小在胶体级别的粒子。1.1.2 胶束的性质及影响因素开始形成胶束时表面活性剂的最低浓度称为临界胶束浓度（CMC），在浓度接近CMC的缔合胶体中，胶束有相近的缔合数并呈球形结构。当浓度不断增加时，由于胶束的大小或缔合数增多，不再持球形而成为圆柱形乃至板形。表面活性剂在水中形成胶束后，能使不溶或微溶于水的有机物的溶解度
8、显著增大，这种作用称为胶束的增溶作用。增溶作用是由胶束引起的，被增溶物在胶束中的位置、存在的状态等与被增溶物的性质以及形成胶束的表面活性剂的性质有关。当表面活性剂的浓度不是很大时，胶团大多呈球状。当浓度在10倍于临界胶束浓度或更大时，会形成棒状胶束，其表面有亲水基团构成，内核有疏水基团聚集成束，甚至形成巨大的层状和块状胶束。胶束的形状还受无机盐和有机添加剂影响，并于胶束的大小有着密切关系。通常亲油基碳原子数增加，表面活性剂的水介质中聚集数增加。无论是离子型还是非离子型表面活性剂，在水介质中，表面活性剂与溶剂水之间的不相似性越大，聚集数越大。 1987年在成都召开了第二届全国流变学会议，并开始使
9、用中国流变学会的会徽。1990年在上海，1993年在广州，1996年在北京，1999年在武汉，2002年在廊坊，2006年在济南，分别召开了第3至8届全国流变学会议，每届会议均正式出版了会议论文集。1995年在上海、1997年在西安、2000年在合肥召开的电-磁流变学全国会议。1991年10月在北京还召开了“中日国际流变学学术会议”。受国际理论与应用力学联合会（IUTAM）委托，1997年9月在北京召开了“带缺陷物体流变学科学研讨会”。另外，2005年在上海召开了第四届泛太平洋地区国际流变学学术会议（PRCR4）。这三次国际会议也都出版了论文集。
10、从这段流变学产生的简史可以看出，流变学从一开始就是由于工程实际的需要，从连续介质力学和胶体化学的边缘上生长出来的新兴交叉学科，它不但从一开始就沟通了力学和化学这两个一级学科，而且在力学中也沟通了流体力学和固体力学这两个二级学科。流体在受到外部剪切力作用时发生变形(流动)接内部相应要产生对变形的抵抗，并以内摩擦的形式表现出来。所有流体在有相对运动时都要产生内摩擦力，这是流体的一种固有物理属性，称为流体的粘滞性或粘性。牛顿内摩擦定律或牛顿剪切定律对流体的粘性作了理论描述，即流体层之间单位面积的内摩擦力或剪切应力与速度梯度或剪切速率成正比。用公式表示如下3：；上式又称为牛顿剪切应力公式，式中的比例系
11、数μ就是代表流体粘滞性的物理量，反映了流体内摩擦力的大小，称为流体的动力粘性系数或粘度。流体的粘度与温度有密切的关系。液体的粘度随着温度升高而下降，而气体的粘度则随着温度的升高而升高。在物理意义上，牛顿剪切应力公式表明有一大类流体，它们的剪切应力与速度梯度呈线性关系。这类流体被称为牛顿流体。另一方面，如果上式的函数关系是非线性的，所描述的流体就被称为非牛顿流体。 ，其中，τ——剪切应力（平行流动方向的单位面积上的内摩擦力）； ——剪切速率（垂直流动方向的流速梯度）；η——粘度（动力粘滞系数）流体的剪切
12、应力与剪切速率之间的变异关系用图形表示则称为流变曲线。塑性流体是非牛顿流体中的一种，其特点是剪切应力小于某一数值τ。时，就不能流动，大于τ。后才开始流动；假塑性流体也是非牛顿流体一种，其流动特点是一旦施加外力就能流动，其粘度随着剪切速率的增加而减小，流动曲线为通过坐标原点凸向剪切应力轴的曲线；牛顿流体在流变曲线上，剪切应力与剪切速率间关系为一通过原点的直线关系；膨胀性流体也是非牛顿流体中的另一种类型，其特点是一加外力就能流动，粘度随着剪切速率增加而增大，流动曲线为通过坐标原点凹向剪切应力轴的曲线。流变学是研究材料的流动和变形的科学，它是一门介于力学、化学、物理与工程科学之间的新
13、兴交叉学科。这里所说的材料既包括流体形态，也包括固体形态的物质。在常温常压下，物质可分为固体、液体和气体三种状态；特殊情况下，还有等离子态和超固态。气体和液体又合称为流体。从力学分析的角度，通常认为流体与固体的主要差别，在于它们对于外力的抵抗能力不同。固体有能力抵抗一定大小的拉力、压力和剪切力。当外力作用在固体上时，固体将产生一定程度的相应变形。固体静止时，可以有法向应力和切向应力。而流体在静止时，则不能承受切向应力，微小的剪切刀将使流体产生连续不断的变形。只有当剪切力停止作用时，流体的变形方会停止。流体这种在外力作用下连续不断变形的宏观性质，通常称为流动性。1.2.2 表面活性剂流变性影响因
14、素（1）表面活性剂浓度 以阳离子型双子表面活性剂C12-2-C12-Br2为例6，当表面活性剂质量浓度为4的溶液中加入质量浓度为0.1的水杨酸钠(反离子)时，溶液呈现明显的高黏度。当水杨酸钠质量分数继续增时，溶液的黏度急剧下降 出现上述现象的原可能是，双子表面活性剂的稀溶液中只有球状胶束形成，溶液的表观黏度较小。水杨酸钠的加入促进了溶液中蠕虫状胶束的形成。蠕虫状胶束之间的相互作用导黏度显著增加；而之后黏度下降可能是因为蠕虫状胶束遭到破坏，形成了球形胶束。1.5 本课题的研究目的和意义本课题主要是研究混合表面活性剂溶液胶束的形成，以及加入不同种类不同的浓度表面活性剂以及添加剂对溶液体系流变性的影
15、响规律。以化妆品为例10，表面活性剂对调节化妆品体系的流变学性质起着极其重要的作用，对化妆品中的感官评价也起着指导和约束的作用。化妆品原料中的表面活性剂对化妆品的状态及流变性质产生起着非常重要的影响。正因为流变特性与产品质量、稳定性和功能有密切关系，因而控制流变特性是很多化妆品和洗涤用品配方和制备的关键。高大鹏等科学家主要以阴离子等特殊结构表面活性剂的流变规律进行了系统探讨，本研究成果对于化妆品体系中，表面活性剂的加入对产品流变性的影响提供了更完善的理论依据，从而完善化妆品的配方形成以及工艺流程控制等。2. 实验内容2.1 实验原料与设备2.1.1 实验原料实验所用原料见表2-1。表2-1实验用原料一览表原料INCI名级别原料来源脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES） 化妆品级Seppic公司烷基糖苷（APG）化妆品级Seppic公司 2.2.4 表面活性剂溶液流变性的测定在论文中，为研究质量分数改变、无机盐加入情况下，混合表面活性剂溶液的流变性变化规律，配制两种系列离子混合表面活性剂溶液。使用美国TA公司出品的A
