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1、B r i j9 7 六角状液晶的动态流变性质王仲妮1 2周武1李干佐2 +张高勇2( 王。出东舞范大学化学他王与材料科学学院，济南2 5 0 0 1 4 ；2 山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室，济南2 5 0 1 0 0 )撼要：本文开展了I P M B r i j 9 7 水、b m i m - B F 4 B r i j 9 7 水和b m i m - P F 6 B r i j 9 7 水体系六角状液晶的动态流变性质的研究。动态振荡实验结果表明，第三经分对B r i j9 7 水溶液形成六角攘液菇的动态流变蛙震有鹾显的影畴。b m i m B F 4 B r i j 9 7 水和
2、b m i m P F 6 B r i j 9 7 水体系为典型的黏弹性流体，且前者的空间网络结构的稳定性大于后者；而I P M B r i j 9 7 水体系的六角相液晶表现出g e l l i k e 的流变行为。与S A X S 测量得到微观结构信息相符合。关键词：B r i j9 7 六角状液晶流变学溶致液晶( L y o t r o p i cl i q u i dc r y s t a l s ) 是表面活性剂在溶剂中由于浓度变化而聚集形成的微观上长程蠢穿露短程笼序的物覆形态。溪前其在匿熊化学品、模板纳米材料、化学反应介质、基因治疗、药物载体等多学科领域的研究和应用方兴未艾。流变学
3、是研究物质在外力作用下发生形交和流动的科学H 。一方谣，由予表磷活性藕聚集体的流变性质与聚集体的微观结构及其内部基团间的相互作用直接棚关，是体系内部微观结构的宏观体现 2 。，可以从流变测量的结果得到体系内部微观结构的许多信息。另一方面，在许多工业领域的应用中，往往需要表嚣活性剂溶液的漉变性质，如食鼹乳化、黏合剂、化妆晶、纸张涂层、药物等。为此，流变性质已成为表面活性剂应用的重要参数。迄今为止，表面活性裁溶致液菇的流变性爱还缺乏系统的砑究，是表面活性荆聚集俸研究戆热点课题。本文选取药典收录的聚氧乙烯( 1 0 ) 油基醚非离子表面活性剂B r i j9 7 ，探讨了不同介质( b m i m
4、B F t ，b m i m - P F 。，l P M ) 对B r i j9 7 水溶液形成六焦耜液晶的动态流变性质的影响。* 联系人葡介：李于佐，男，教授，主要从事表蕊活性剂物理化学研究。E m a i l ：c o l i w s d u e d u c n国家自然科学蒸金 G ，体系的黏性性质比较突出；随频率增加，储能模量和损耗模量曲线相交于c t ，。( 相交频率) ，之后G G ”并逐渐趋于平台，体系的弹性性质比 一4 2 一较突出。表现出黏弹性流体的行为。相交频率反映了体系网络结构形成的难易程度，。越小，网络结构越易形成，液晶的内部结构越稳定，结构的松弛过程越慢 5 。P 。的
5、。远小于P 。，而且在很宽的频率范围内，P 。的动态模量明显高于P 。，反映了b m i m B F 。体系的稳定性大于b m i m P F 。体系，与b m i m B F 。体系具有较小的a 。值相一致( 见表1 ) 。如图2 所示，P 。( I P M 体系) 的流变谱与P 。和P ：明显不同。储能模量和损耗模量均随频率的增加变化不大，且G7 G ，即液晶的弹性性质比黏性性质突出，是典型的g e l l i k e 流体的行为E 6 3 。一山、 o 、o图2 液晶样品的动态模量随频率的变化( 2 5 )F i g 2S t o r a g em o d u l u sa n dl o
6、 s sm o d u l u sa saf u n c t i o no ff r e q u e n c yf o rl i q u i dc r y s t a l s 六角相液晶的线性黏弹性行为可以用广义M a x w e l l 模型( G e n e r a l i z e dM a x w e l lM o d e l ) 描述：G ，) _ 蕃G t 寿纛( 1 )( c u ) 一善G t 群纛( 2 )在此，液晶看成由几个M a x w e l l 单元并联而成，G 和r 。分别为第i 个M a x w e l l 单元的弹性模量和松弛时间。用公式( 1 ) 和( 2 )
7、对研究液晶的动态黏弹性进行拟合( 图2 中实线) ，得到离散弛豫谱示于图3 。P 。，P 。的模量随弛豫时间的增大而减小，且在弛豫时间较长区域P ，的模量明显大于P 。体系的模量，表明b m i m B F 。体系具有较高的弹性。P 。的弛豫谱有别于前两个体系，其弛豫系数在中等频率区域出现一最小值，C o r d o b e s 在P O E 三组分体系形成的六角状液晶中也发现相似的现象，反映了该体系弹性网络结构的形成。一4 1 3 山￥ o3结论1 0 0 0 01 0 0 0O 0 10 1f ( S )图3 液晶样品的离散弛豫谱F i g 3D i s c r e t er e l a
8、x a t i o ns p e c t r ao ft h eh e x a g o n a lp h a s e第三组分对B r i j9 7 水溶液形成六角相液晶的动态流变性质有明显的影响。I P M B r i j 9 7 水体系的六角相液晶表现出g e l l i k e 的流变行为；而b m i m B F 。B r i j 9 7 水和b m i m P F 。B r i j 9 7 水体系则为典型的黏弹性流体，且前者的空间网络结构的稳定性大于后者，反映了其微观结构的差异。参考文献 13Z a n aR S u r f a c t a n ts o l u t i o n s ：
9、N e wm e t h o d so fi n v e s t i g a t i o n M a r c e lD e k k e r ，I n c ，N e wY o r k ，1 9 8 7 ：2 0 9 2 H o f f m a n nH ，R e h a g eH ，R a u s c h e rA S A c a d e m i cP u b l i s h e r s ，N e t h e r l a n d s ，1 9 9 2 ，4 9 3 3 D u p o n tJ ，C o n s o r t iCS ，S u a r e zP A Z ，S o u z aR F
10、d e ，F u l m e rSI 。，R i c h a r d s o nDP ，S m i t hTE ，W O L F F ，S O r g a n i cS y n t h e s i s ，2 0 0 2 ，7 9 ，2 3 6 2 4 3 4 Z h o n g n iW a n g ，F e n gL i u ，Y a n a nG a o ，W e n c h a n gZ h u a n g ，L i m e iX u ，B u x i n gH a n ，G a n z u oL i ，G a o y o n gZ h a n g I 。a n g m u i r ，2
11、 0 0 5 ，2 1 ( 1 1 ) ，4 9 3 1 4 9 3 7 ；Z h o n g n iW a n g ，Z h a o y uD i a o ，F e n gL i u ，G a n z u oL i ，G a o y o n gZ h a n g J C o l l o i d & I n t e r S c i 2 0 0 6 ，2 9 7 ，8 1 3 8 1 8 5 G a l a t a n uA N ，C h r o n a k i sI S ，A n g h e lD F ，K h a nA L a n g m u i r2 0 0 0 16 ，4 9 2 2 4
12、 9 2 8 6 D u r r e s c h m i d tT ，H o f f m a n nH C o l l o i dP o l y m S c i 2 0 0 1 ，2 7 9 ：1 0 0 5 1 0 1 2 4 1 4 7 C o r d o b e sF ，M u n o zJ ，G a l l e g o sC J C o l l o i dI n t e r S c i 1 9 9 7 ，1 8 7 ；4 0 1 4 1 7D y n a m i cR h e o l o g i c a lP r o p e r t i e so fH e x a g o n a lL
13、 i q u i dC r y s t a l s f o r m e db yB r i j9 7S u r f a c t a n tZ h o n g n iW a n 9 1 ”，W uZ h o u l ，G a n z u oL i “，G a o y o n gZ h a n 9 2( 1 D e p a r t m e n to fC h e m i s t r y ，S h a n d o n gN o r m a lU n i v e r s i t y ，J i n a n2 5 0 0 1 4 ，P RC h i n a ；2 。K e yL a bf o rC o l
14、 l o i da n dI n t e r f a c eC h e m i s t r yo fE d u c a t i o nM i n i s t r y ，S h a n d o n gU n i v e r s i t y ，J i n a n2 5 0 1 0 0 ，P & C h i n a )A b s t r a c t ：D y n a m i cr h e o t o g i e a lp r o p e r t i e so fh e x a g o n a ll i q u i dc r y s t a l sf o rI P M B r i j 9 7 w a
15、t e r ，b m i m - B F 4 B r i j 9 7 w a t e ra n db m i m P F 8 B r i j 9 7 w a t e rs y s t e m sh a v eb e e ni n v e s t i g a t e d I ti si n d i c a t e dt h a tI P M B r i j 9 7 w a t e rs y s t e ms h o w sh i g he l a s t i c i t yb yf o l l o w i n gag e l l i k er h e o g r a m ，w h i l eb m i m - B F 4 B r i j 9 7 w a t e ra n db m i m P F 6 B r i j 9 7 w a t e rs y s t e m se x h i b i tv i s c o e l a s t i cb e h a v i o r X 帮w o r d s ：H e x a g o n a ll i q u i d 。c r y s t a l ；R h e o l o g y ；B r i j9 74 1 5
