溫敏性蠕蟲狀膠束體系及用圖
【技術領域】
[0001]本發明涉及陽離子、非離子混合表面活性劑領域，研究了雙子季銨鹽陽離子表面活性劑14-3(0H)-14(2C1)與非離子表面活性劑聚氧乙烯月桂醚(Brij30)相互作用形成的溫度響應型的蠕蟲狀膠束的制備。
【背景技術】
[0002]低濃度的兩親性表面活性劑溶解在水中時會形成球狀膠束并展現出牛頓流體行為。在一些外部條件下，如濃度，添加劑、溫度、pH值，力場、光照、電場以及磁場等，水溶液中的球狀膠束就會沿著一維方向生長成為長膠束，如棒狀膠束、蠕蟲狀膠束等。由于長的蠕蟲狀膠束自身可以相互纏繞，導致其水溶液展現出優越的黏彈性。近年來，人們將其中對環境刺激(溫度、光、pH值，力場、光照、電場)產生響應的膠束稱為智能膠束。在眾多的外部刺激調控手段中，溫度是一類非常易于控制的環境因素，不僅容易調控，還能減少化學試劑對環境的污染。若能通過改變溫度實現不同有序結構的轉變，可以使轉變控制在某一階段。此外，很多溫度調控下的有序結構轉變可以可逆性地發生，這為轉變調控的深入研究提供了更為便利的條件。
[0003]—般來講，溫度對蠕蟲狀膠束體系黏度的影響有兩種情況:(1)表觀黏度隨溫度升高而降低，遵從阿累尼烏斯定律，這是大多數蠕蟲狀膠束體系都遵循的規律；(2)表觀黏度隨溫度升高而增大，在某一溫度達到最大值后降低。這種熱刺激增黏體系被稱為溫度響應體系或熱響應體系。不同類型的表面活性劑均可形成溫度響應型蠕蟲狀膠束。然而報道較多的是陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑以及他們的復配體系，由雙子陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑混合溶液形成的熱響應體系報道的很少。因此研究這類體系的溫敏響應具有很重要的意義。
[0004]雙子表面活性劑包括兩個兩親性的基團，相對于其母鏈來說通常會展示出較低的臨界膠束濃度和較高的表面活性。雙子表面活性劑和其他類型表面活性劑的混合水溶液的流變性研究并不是很多，毫無疑問在雙子表面活性劑中加入其他類型的表面活性劑后，其表界面性質會發生巨大的變化，如自組裝類型、黏彈性、表面活性、起泡性等等。
[0005]對于雙子表面活性劑而言，已經報道了大量的基礎研究和相行為，但是雙子表面活性劑與其它表面活性劑的混合水溶液的流變行為的報道仍然不多，所以這類混合表面活性劑的相關性質仍需科研工作者的進一步研究。
[0006]雙子季銨鹽陽離子表面活性劑或非離子混合表面活性劑常用于增稠劑，但由雙子季銨鹽陽離子表面活性劑、非離子混合表面活性劑和水相互作用形成的溫敏性蠕蟲狀膠束體系是否可作為增稠劑尚未見有研究報道。
【發明內容】
[0007]針對現有技術的不足，本發明提供一種由雙子季銨鹽陽離子表面活性劑、非離子混合表面活性劑和水相互作用形成的溫敏性蠕蟲狀膠束體系。
[0008]本發明的技術方案是:溫敏性蠕蟲狀膠束體系，由雙子季銨鹽陽離子表面活性劑、非離子混合表面活性劑和水相互作用形成。
[0009]所述的溫敏性蠕蟲狀膠束體系，優選的是，雙子季銨鹽陽離子表面活性劑在體系中濃度為 80-1 20mmo1.kg、
[0010]所述的溫敏性蠕蟲狀膠束體系，優選的是，雙子季銨鹽陽離子表面活性劑在體系中濃度為80、100或120_1.kg、
[0011]所述的溫敏性蠕蟲狀膠束體系，優選的是，非離子混合表面活性劑在體系中的質量濃度為4%以下。
[0012]所述的溫敏性蠕蟲狀膠束體系，優選的是，非離子混合表面活性劑在體系中的質量濃度為4%、3%或2%。)
本發明還提供了所述的溫敏性蠕蟲狀膠束體系作為化妝品及硬表面清洗劑增稠劑應用。由于本發明使用的非離子表面活性劑和雙子表面活性劑復配以后其對皮膚的刺激性小而被用于化妝品(護手霜)增稠。另外也可以用于油田增產中的壓裂液增稠劑。
[0013]本發明實驗所制備的樣品均為透明的黏彈性溶液，陽離子表面活性劑14-3 (0H)-14(2C1)分子中含有羥基，同時非離子表面活性劑Brij30分子中含有大量的醚鍵和一個羥基，因此這兩類表面活性劑的混合水溶液很有可能會形成氫鍵，從而促進膠束的生長及膠束間的連接并最終增強溶液的黏彈性。通過系統的研究發現，隨著14-3(0H)-14(2C1)濃度的升高，形成溫敏性蠕蟲狀膠束的含量降低，并且形成溫敏性蠕蟲狀膠束雙子表面活性劑和非離子表面活性劑濃度呈線性關系，這為該溫敏性體系的實際應用提供了規律性的配方。
[0014]與現有技術相比，本發明研究的雙子表面活性劑14-3 (0H)-14 (2C1)與非尚子表面活性劑聚氧乙烯月桂醚(Brij30)復配體系形成的混合體系具有下述技術優勢:
1、當雙子表面活性劑14-3(0H)-14(2C1)濃度固定為80mmol.kg \非離子表面活性劑在1-4%時能夠形成溫敏性的蠕蟲狀膠束，高于4%的混合體系僅形成正常的蠕蟲狀膠束，即溶液的黏彈性隨溫度的升高降低，見圖1 ;
2、當雙子表面活性劑14-3(0H)-14(2C1)濃度固定為100mmol.kg\非離子表面活性劑在1-3%時能夠形成溫敏性的蠕蟲狀膠束，高于3%的體系可以形成正常的蠕蟲狀膠束，見圖2 ;
3、當雙子表面活性劑14-3(0H)-14(2C1)濃度固定為120mmol.kg\非離子表面活性劑在1-2%時能夠形成溫敏性的蠕蟲狀膠束，高于2%的體系形成正常蠕蟲狀膠束，見圖3。
[0015]4.雙子表面活性劑和非離子表面活性劑形成溫敏性蠕蟲狀膠束時濃度有對應規律，即雙子表面活性劑濃度越大，非離子表面活性劑用量越小，見圖4。
[0016]5.三個不同組分的溶液不僅在形成溫敏性蠕蟲狀膠束時，雙子表面活性劑和非離子表面活性劑的濃度有對應規律，形成黏度最高點時的溫度也一一對應。為將發明的雙子表面活性劑和非離子表面活性劑的混合體系應用于化妝品和油田壓裂液不僅提供了多種配方，還同時提供了精確的黏度數據與最高黏度時的溫度數據。
[0017]6.本發明研究的雙子季銨鹽陽離子表面活性劑有簡單的合成路線和低成本的合成原料。而非離子表面活性劑是商業化的成品，易于采購，因此在研究的濃度范圍內作為增稠劑用于護手霜和油田壓裂液增稠具有降低成本的優勢。
【附圖說明】
[0018]圖1為80mmol.kg '14-3 (OH)-14 (2C1)與4% rij30混合水溶液的零剪切黏度隨溫度升高的曲線。
[0019]圖2為lOOmmol.kg '14-3 (OH)-14 (2C1)與3% Brij30混合水溶液的零剪切黏度隨溫度升高的曲線。
[0020]圖3為120mmol.kg '14-3 (OH)-14 (2C1)與2% Brij30混合水溶液的零剪切黏度隨溫度升高的曲線。
[0021]圖4為14-3(0H)-14(2C1)與Brij30形成溫敏性蠕蟲狀膠束時雙子表面活性劑濃度與非離子面活性劑濃度之間的線性關系圖。
[0022]圖5為14-3 (0H)-14 (2C1)與Bri j30形成溫敏性蠕蟲狀膠束時達到的黏度最大值和對應的溫度。
[0023]說明:為方便圖中14-3(0H)-14(2C1)簡寫為G14C12。
【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例對本發明作詳細解釋:
實施例1:溫敏性蠕蟲狀膠束體系，由雙子季銨鹽陽離子表面活性劑、非離子混合表面活性劑和水相互作用形成。
[0025]實施例2:溫敏性蠕蟲狀膠束體系，雙子季銨鹽陽離子表面活性劑在體系中濃度為80mmol.kg ^非離子混合表面活性劑在體系中的質量濃度為1_4%。
[0026]實施例3:溫敏性蠕蟲狀膠束體系作為化妝品增稠劑、油田領域的應用。
[0027]實施例4:溫敏性蠕蟲狀膠束體系，雙子季銨鹽陽離子表面活性劑在體系中濃度為lOOmmol.kg ^非離子混合表面活性劑在體系中的質量濃度為1_3%。
[0028]實施例5:溫敏性蠕蟲狀膠束體系，雙子季銨鹽陽離子表面活性劑在體系中濃度為120 mmol.kg ^非離子混合表面活性劑在體系中的質量濃度為1_2%。
[0029]實施例6:溫敏性蠕蟲狀膠束體系，雙子季銨鹽陽離子表面活性劑在體系中濃度為 80-120mmo1.k