雙磺基琥珀(po)酸(suan)(suan)酯磺酸(suan)(suan)鈉（簡稱(cheng)GSS）通過柔性連接基將兩個傳統的琥珀(po)酸(suan)(suan)酯鹽連接而成，連接基使(shi)(shi)GSS分子中兩個離子頭基間的靜電斥力(li)(li)大(da)(da)大(da)(da)削弱，同時加強了碳氫(qing)鏈間的疏水結(jie)合力(li)(li)，使(shi)(shi)GSS具有(you)比單鏈琥珀(po)酸(suan)(suan)酯磺酸(suan)(suan)鹽更(geng)低(di)的臨界表面張力(li)(li)。

在實(shi)際應(ying)用中，很多表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑所(suo)需發(fa)揮(hui)作(zuo)用的(de)(de)時間極短(duan)，例如硬(ying)表(biao)(biao)(biao)面(mian)清潔、農(nong)藥(yao)鋪展、印刷、攝影(ying)(ying)用薄膠(jiao)片制備(bei)、三次(ci)采(cai)油等(deng)都涉及動態(tai)過程，因(yin)此研(yan)究(jiu)動態(tai)表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力（DST）非常重要。王新英等(deng)研(yan)究(jiu)短(duan)氟碳鏈季銨鹽(yan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑時發(fa)現(xian)，相比以(yi)酰胺基(ji)(ji)為連(lian)接(jie)(jie)基(ji)(ji)的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑，以(yi)酯(zhi)基(ji)(ji)為連(lian)接(jie)(jie)基(ji)(ji)的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑有更(geng)低的(de)(de)cmc；韓(han)世(shi)巖等(deng)研(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)，松香(xiang)基(ji)(ji)季銨鹽(yan)雙(shuang)子(zi)(zi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑的(de)(de)柔性連(lian)接(jie)(jie)基(ji)(ji)活(huo)(huo)(huo)性強于剛性連(lian)接(jie)(jie)基(ji)(ji)；王麗艷等(deng)研(yan)究(jiu)烷(wan)基(ji)(ji)咪唑表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑時發(fa)現(xian)，柔性和剛性連(lian)接(jie)(jie)基(ji)(ji)對cmc影(ying)(ying)響不大，因(yin)此，有必要深(shen)入(ru)探究(jiu)連(lian)接(jie)(jie)基(ji)(ji)對表(biao)(biao)(biao)面(mian)性能(neng)的(de)(de)影(ying)(ying)響。喻紅梅等(deng)總結出連(lian)接(jie)(jie)基(ji)(ji)較短(duan)易形成膠(jiao)束(shu)；羅麗娟等(deng)得(de)出cmc隨連(lian)接(jie)(jie)基(ji)(ji)的(de)(de)碳原(yuan)子(zi)(zi)數(shu)增加先減小(xiao)后增大；而董樂則發(fa)現(xian)碳原(yuan)子(zi)(zi)數(shu)越多，cmc越小(xiao)。

為此(ci)，有關連接基的(de)研究較多集中(zhong)在(zai)對(dui)靜態性能(neng)方(fang)面(mian)的(de)分析，而對(dui)動態性能(neng)的(de)研究較少。本(ben)實驗對(dui)自主(zhu)研發的(de)乙(yi)二(er)醇雙子琥(hu)珀(po)酸(suan)(suan)(suan)二(er)仲辛(xin)酯磺(huang)酸(suan)(suan)(suan)鈉（GSS271）、1,3-丙(bing)二(er)醇雙子琥(hu)珀(po)酸(suan)(suan)(suan)二(er)仲辛(xin)酯磺(huang)酸(suan)(suan)(suan)鈉（GSS371）與1,4-丁二(er)醇雙子琥(hu)珀(po)酸(suan)(suan)(suan)二(er)仲辛(xin)酯磺(huang)酸(suan)(suan)(suan)鈉（GSS471）陰離子雙子表面(mian)活性劑(ji)的(de)DST進(jin)行(xing)研究，并考(kao)察(cha)連接基對(dui)動態表面(mian)性能(neng)的(de)影響，探討(tao)其(qi)吸附動力學機理。

1、實驗

1.1試劑和儀器

乙二(er)(er)醇(chun)(chun)雙子(zi)(zi)琥珀酸(suan)二(er)(er)仲辛(xin)酯(zhi)磺(huang)酸(suan)鈉(na)（GSS271）、1,3-丙二(er)(er)醇(chun)(chun)雙子(zi)(zi)琥珀酸(suan)二(er)(er)仲辛(xin)酯(zhi)磺(huang)酸(suan)鈉(na)（GSS371）、1,4-丁二(er)(er)醇(chun)(chun)雙子(zi)(zi)琥珀酸(suan)二(er)(er)仲辛(xin)酯(zhi)磺(huang)酸(suan)鈉(na)（GSS471）（結構式如下，實(shi)驗室自制。提純后測(ce)定(ding)，表面張力曲(qu)線無最低點，說明不含(han)高活性雜(za)質），實(shi)驗用水均(jun)為二(er)(er)次去離子(zi)(zi)水經亞沸(fei)重蒸。

Delta-8全自動高通量表面張力儀（測量精度為0.05 mN/m，芬蘭Kibron公司），EZ-Pi Plus便攜式動態表面張力儀（芬(fen)蘭(lan)Kibron公司）。

1.2測試(shi)

系列(lie)濃度表面活性(xing)劑水(shui)(shui)溶液(ye)的配(pei)(pei)制：首先(xian)配(pei)(pei)制10-2mol/L的GSS水(shui)(shui)溶液(ye)作為母液(ye)，然后移取適量母液(ye)逐級稀釋，得到(dao)系列(lie)濃度（1×10-5～1×10-2mol/L）溶液(ye)（20℃振蕩(dang)水(shui)(shui)浴鍋中(zhong)恒溫30 min）。

靜態表面張力(li)：采用表面張力(li)儀由(you)低濃(nong)度(du)至高濃(nong)度(du)測定系(xi)列溶液(ye)表面張力(li)γ（測試均在帶有恒溫夾套的(de)玻(bo)璃杯中(zhong)進行(xing)，外(wai)接數控超級恒溫槽(cao)，溫度(du)為20℃），作γ-lg c曲線(xian)。

動(dong)態表面張(zhang)(zhang)力：采(cai)用動(dong)態表面張(zhang)(zhang)力儀(yi)由(you)低濃度至(zhi)高濃度測(ce)定系列(lie)溶液動(dong)態表面張(zhang)(zhang)力（測(ce)試均在帶有恒溫(wen)夾套的玻璃(li)杯中進行，外接數控超級(ji)恒溫(wen)槽(cao)，溫(wen)度為20℃）。

2、結果與討論

2.1 GSS水溶(rong)液的表面張力(li)

GSS271、GSS371、GSS471水溶(rong)液的(de)靜態與(yu)動態表面(mian)張(zhang)力(li)曲線分別見圖(tu)1～3。由圖(tu)1擬合(he)的(de)表面(mian)性能參數見表1。

表(biao)1系列GSS表(biao)面活性劑的表(biao)面性能(neng)

由表(biao)1可知，3種表(biao)面活性劑中(zhong)GSS471的(de)(de)cmc較(jiao)(jiao)小，GSS271的(de)(de)cmc與之接(jie)近，GSS371的(de)(de)cmc最大(da)。對(dui)于GSS371，由于連(lian)(lian)(lian)接(jie)基使兩條(tiao)疏(shu)水(shui)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)間(jian)的(de)(de)距(ju)離(li)增(zeng)(zeng)大(da)，導(dao)致(zhi)疏(shu)水(shui)相互作(zuo)用(yong)減弱，因而(er)(er)cmc較(jiao)(jiao)大(da)；GSS371在(zai)表(biao)面定向排(pai)(pai)列疏(shu)松，在(zai)氣液界面置(zhi)換的(de)(de)水(shui)分子較(jiao)(jiao)少，因此γcmc較(jiao)(jiao)大(da)。連(lian)(lian)(lian)接(jie)基較(jiao)(jiao)短的(de)(de)GSS271，兩條(tiao)疏(shu)水(shui)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)距(ju)離(li)較(jiao)(jiao)小，增(zeng)(zeng)強(qiang)了疏(shu)水(shui)相互作(zuo)用(yong)，cmc小；在(zai)表(biao)面排(pai)(pai)列較(jiao)(jiao)緊(jin)密致(zhi)使γcmc較(jiao)(jiao)小。對(dui)于有較(jiao)(jiao)長連(lian)(lian)(lian)接(jie)基的(de)(de)GSS471，由于連(lian)(lian)(lian)接(jie)基的(de)(de)柔性作(zuo)用(yong)使連(lian)(lian)(lian)接(jie)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)扭曲變形而(er)(er)導(dao)致(zhi)兩條(tiao)疏(shu)水(shui)鏈(lian)(lian)(lian)(lian)更(geng)靠近，化學鍵又使極性頭基被強(qiang)制在(zai)較(jiao)(jiao)小的(de)(de)距(ju)離(li)內(nei)，兩種因素均使GSS471疏(shu)水(shui)能力增(zeng)(zeng)強(qiang)[15]，分子更(geng)易聚集在(zai)一起(qi)，因而(er)(er)cmc小；同時在(zai)表(biao)面排(pai)(pai)列更(geng)緊(jin)密，因而(er)(er)γcmc最小。

當溶(rong)液濃(nong)度(du)c為(wei)(wei)1 mmol/L（c＜cmc）時(shi)，由(you)圖(tu)2可知，表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)GSS271、GSS371和(he)GSS471均表(biao)現為(wei)(wei)典型的(de)DST變化曲線(xian)，即開始時(shi)DST接近溶(rong)劑(ji)的(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)，后隨(sui)時(shi)間(jian)延長先快速(su)下(xia)(xia)(xia)降(jiang)，下(xia)(xia)(xia)降(jiang)至(zhi)一(yi)定(ding)數值后降(jiang)速(su)緩慢，最(zui)(zui)后DST基本(ben)保(bao)持不變。因(yin)為(wei)(wei)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)剛開始時(shi)GSS在新鮮(xian)的(de)氣(qi)液界面(mian)(mian)(mian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)量(liang)很少，所以界面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)接近溶(rong)劑(ji)的(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)，隨(sui)著時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移，GSS分(fen)子(zi)逐(zhu)漸(jian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)在界面(mian)(mian)(mian)，氣(qi)液界面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)降(jiang)低；隨(sui)著吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)進行(xing)，界面(mian)(mian)(mian)逐(zhu)步趨(qu)于飽和(he)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)推(tui)動(dong)力(li)(li)減(jian)小，GSS分(fen)子(zi)在界面(mian)(mian)(mian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)速(su)率下(xia)(xia)(xia)降(jiang)，因(yin)而DST下(xia)(xia)(xia)降(jiang)緩慢最(zui)(zui)后趨(qu)于介(jie)平衡(heng)。GSS分(fen)子(zi)在界面(mian)(mian)(mian)達(da)到(dao)飽和(he)后還需進一(yi)步吸(xi)附(fu)(fu)(fu)與(yu)定(ding)向(xiang)排列，因(yin)而DST曲線(xian)中(zhong)的(de)介(jie)平衡(heng)張(zhang)力(li)(li)較對應濃(nong)度(du)下(xia)(xia)(xia)的(de)靜態表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)大。當溶(rong)液濃(nong)度(du)為(wei)(wei)5 mmol/L時(shi)，由(you)圖(tu)3僅(jin)觀察到(dao)DST快速(su)下(xia)(xia)(xia)降(jiang)區(qu)和(he)介(jie)平衡(heng)區(qu)。因(yin)為(wei)(wei)濃(nong)度(du)較高（c＞cmc），開始時(shi)便有較多(duo)的(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)分(fen)子(zi)被吸(xi)附(fu)(fu)(fu)到(dao)表(biao)面(mian)(mian)(mian)，所以DST低于溶(rong)劑(ji)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)。