關鍵詞：綠色表麵活性劑、界麵擴張流變、振蕩滴、粘彈模量、ESr-O一體化解決方案

摘  要：通過擴張流變測量，研究表麵活性劑分子在界麵吸附膜的吸附特性，分子排列和構象，對研發綠色高效表麵活性劑實現精準指導。

       表麵活性劑在工業、農業和日常生活中有著廣泛的應用，據統計每年僅家用洗滌劑的消費量就約為七千多萬噸。然而表麵活性劑的大量使用導致嚴重的水和土壤汙染，對水生生物、動植物和人類產生極其不利的影響。因此，*的研究人員都在尋找環境友好的 “綠色高效表麵活性劑”來取代目前使用的體係，希望產生更好的生態影響，實現人類的可持續發展。在眾多候選者中氨基酸類表麵活性劑無疑是的一類，它可由不同的氨基酸和脂質等天然產物高效合成並獲得不同的物理化學性質來滿足不同領域的應用要求。研究表明，通過氨基酸類表麵活性劑與其他表麵活性劑體係進行科學合理的複配可進一步提高表麵活性劑的效能。通過振蕩懸掛液滴進行的界麵擴張流變研究是一種很好的配方優化工具，有助於更好地理解表麵活性劑在界麵上的吸附特性、分子排列和構象。

       北京工商大學的徐寶才教授團隊成功地將月桂酰甘氨酸鈉（C12-Gly-Na）作為一種具有代表性的氨基酸表麵活性劑，與十二烷基硫酸鈉（SDS；陰離子）、十二烷基*基溴化銨（C12TAB；陽離子）和Triton X-100（非離子）等不同的表麵活性劑進行複配以研究其對界麵行為的影響，來獲得綠色高效的表麵活性劑配方。通過界麵擴張流變學研究，他們推斷混合體係比純C12-Gly-Na具有更高的界麵活性。尤其是在C12-Gly-Na/C12TAB混合體係中，CMC低且界麵擴張模量高，界麵上形成了粘彈性薄膜。多數表麵活性劑的界麵擴張模量隨著濃度的增加會呈現出一個大值，但由於C12-Gly-Na氨基氫鍵的存在會導致產生兩個大值，而在C12TAB存在下因為強靜電相互作用占主導地位C12-Gly-Na的第二個大值消失。這為氨基酸類表麵活性劑在化妝品、食品、日用化工等領域的大規模應用開辟了道路，為綠色高效氨基酸表麵活性劑的界麵行為的研究提供了有價值的信息。

  圖1: C12-Gly-Na及其複配體係的表麵性質與流變性質

       在這項工作中，使用接觸角測量OCA 25和振蕩注射器模塊ESr-O（圖2）研究了界麵擴張等特性與時間、頻率和濃度的相關性（圖1）。這種設備組合是一種測量擴張流變特性、靜態和動態接觸角、固體表麵自由能、液體表麵和界麵張力的一體化解決方案。

圖2: OCA25組合ESr-O機械振蕩模塊，實現多功能一體化表麵和界麵物性分析儀器

使用儀器：dataphysics OCA25+ESr-O 接觸角(擴張流變）測量儀

(廠家：Dataphysics Instruments GmbH, 德國)

詳細請參閱：

[1] Interfacial Dilational Rheology of Sodium Lauryl Glycine and Mixtures with Conventional Surfactants; Z. Chen, · P. Zhang, · Y. Sun, · C. Wang, · B. Xu; Journal of surfactants and detergents 2019, 22, 1477-1485; 

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