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Wormlike Micelle to Gel Transition Induced by Brij 30 in Ionic Liquid-Type Surfactant Aqueous Solution

Yimin Hu ,  Jie Han ,  Rong Guo

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Citation:  Hu Yimin, Han Jie, Guo Rong. Wormlike Micelle to Gel Transition Induced by Brij 30 in Ionic Liquid-Type Surfactant Aqueous Solution[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2020, 36(10): 190904. doi: 10.3866/PKU.WHXB201909049 shu

非离子表面活性剂Brij 30诱导离子液体型表面活性剂C16imC8Br蠕虫状胶束向凝胶的转变

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    扬州大学化学化工学院，江苏 扬州 225002

    • 通讯作者: 韩杰, hanjie@yzu.edu.cn
    郭荣, guorong@yzu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21673202, 21922202)和江苏省高等学校重点学科建设项目资助

    国家自然科学基金 21922202

    国家自然科学基金 21673202

摘要: 蠕虫状胶束和小分子水凝胶是由具有粘弹性的三维网络构成。但它们具有不同的粘弹性。蠕虫状胶束以黏性为主，这主要是由暂时平衡的网络决定。凝胶以弹性为主，三维网状结构稳定。在某些情况下，蠕虫状的胶束通过网络结构的增强可以转化为凝胶。在我们之前的研究中发现由离子液体型表面活性剂1-十六烷基-3-辛基咪唑溴化铵([C16imC8]Br)形成的蠕虫状胶束在不含添加剂时，具有较高的粘弹性。非离子表面活性剂十二烷基聚氧四乙烯醚(Brij 30)的加入有望通过静电作用和疏水相互作用增强([C16imC8]Br蠕虫状胶束的粘弹性，促进蠕虫状胶束向凝胶的转变。利用流变学和冷冻刻蚀透射电镜研究了具有Brij 30的蠕虫状胶束的微观形貌和粘弹性随浓度的变化。采用流变学方法研究了Brij 30/[C16imC8]Br凝胶的热稳定性和凝胶-溶胶转变温度。通过zeta电位测量和核磁共振研究了Brij 30和[C16imC8]Br之间的相互作用。在[C16imC8]Br的不同初始浓度下，Brij 30/[C16imC8]Br样品的粘弹性随Brij 30浓度的增大先增大后减小。在一定的Brij 30浓度下，Brij 30/[C16imC8]Br样品具有凝胶的流变特性。[C16imC8]Br (4.06% (w，质量分数))/Brij 30凝胶的黏弹性最大值出现在Brij 30/[C16imC8]Br的摩尔比(Mr)为4.55时。Brij 30/[C16imC8]Br凝胶的粘弹性与凝胶的活化能呈正相关。Brij 30/[C16imC8]Br凝胶的凝胶-溶胶转变温度也随着Brij30浓度的增加先升高后降低。Brij 30/[C16imC8]Br (4.06% (w))凝胶的最大值出现在Brij 30/[C16imC8]Br的摩尔比为2.93时。Brij 30浓度对Brij 30/[C16imC8]Br凝胶的粘弹性、热稳定性和凝胶-溶胶转变温度有很大影响。zeta电位和核磁氢谱测量结果表明，电中性Brij 30分子在疏水作用下插入到[C16imC8]Br虫状胶束的栅栏层。它减少了[C16imC8]Br头基之间的静电斥力，这种斥力导致了蠕虫状胶束的快速生长和更强的网状结构的形成。最后，蠕虫状胶束转变成凝胶。所得结果将有助于更好地理解蠕虫状胶束与凝胶之间的关系，具有潜在的工业和技术应用价值。

English

    1. [1]

      Carnall, J. M.; Waudby, A.; Belenguer, C. A.; Stuart, A. M.; Otto, M. C. A. Science 2010, 327, 1502. doi: 10.1126/science.1182767

    2. [2]

      He, X.; Aizenberg, M.; Kuksenok, O.; Zarzar, L. D.; Shastri, A.; Balazs, A.; Aizenberg, C. Nature 2012, 487, 214. doi: 10.1038/nature11223

    3. [3]

      He, X.; Aizenberg, M.; Kuksenok, O.; Zarzar, L. D.; Shastri, A.; Balazs, A.; Aizenberg, C. Nature 2012, 487, 214. doi: 10.1038/nature11223

    4. [4]

      Chu, Z. L.; Dreiss, C. A.; Feng, Y. J. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 7174. doi: 10.1039/c3cs35490c

    5. [5]

      Stuart, M. A. C.; Huck, W. T. S.; Genzer, J.; Muller, M.; Szleifer, I.; Minko, S. Nat. Mater. 2010, 9, 101. doi: 10.1038/NMAT2614

    6. [6]

      Wang, H.; Tang, X. M.; Eike, D. M.; Larson, R. G.; Koenig, P. H. Langmuir 2018, 34, 1564. doi: 10.1021/acs.langmuir.7b03552

    7. [7]

      Shi, H. F.; Wang, Y.; Fang, B.; Talmon, Y.; Ge, W.; Raghavan, S. R.; Zakin, J. L. Langmuir 2011, 27, 5806. doi: 10.1021/la200080w

    8. [8]

      Wu, X. P.; Wu, Y. N.; Yang, S.; Zhao, M. W.; Gao, M. W.; Li, H.; Dai, C. L. Soft Matter 2016, 12, 4549. doi: 10.1039/c6sm00415f

    9. [9]

      Sun, B.; Fu, T. J.; Zeng, H. C. Chem. Commun. 2018, 54, 7030. doi: 10.1039/C8CC03236J

    10. [10]

      Hu, Y. M.; Han, J.; Ge, L. L.; Guo, R. Soft Matter 2018, 14, 789. doi: 10.1039/c7sm02223a

    11. [11]

      Banerjee, S. L.; Swift, T.; Hoskins, R.; Rimmer, S.; Singha, N. K. J. Mater. Chem. B 2019, 7, 1475. doi: 10.1039/C8TB02852D

    12. [12]

      Zhang, L.; Li, S. L.; Squillaci, M. A.; Zhong, X. L.; Yao, Y. F.; Orgiu, E.; Samorì, P. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 14406. doi: 10.1021/jacs.7b04347

    13. [13]

      Singh, B.; Varshney, L.; Sharma, V. Colloids Surf. B: Biointer. 2014, 121, 230. doi: 10.1016/j.colsurfb.2014.06.020

    14. [14]

      Thankam, F. G.; Muthu, J. J. Colloid Interface Sci. 2015, 457, 52. doi: 10.1016/j.jcis.2015.06.034

    15. [15]

      Du, M. C.; Zhu, Y. M.; Yuan, L. H.; Liang, H. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 2013, 434, 78. doi: 10.1016/j.colsurfa.2013.05.044

    16. [16]

      Che, Y. X.; Anatoly, Z.; Murata, S. J. J. Colloid Interface Sci. 2015, 445, 364. doi: 10.1016/j.jcis.2015.01.010

    17. [17]

      Lescanne, M.; Grondin, P.; Ale'o, A.; Fages, F.; Pozzo, J. L. Langmuir 2004, 20, 3032. doi: 10.1021/la035219g

    18. [18]

      Xavier, D. H.; Nicholas, B.; Nataliya, Y.; Gabriel, C.; Nitschke, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3158. doi: 10.1021/ja110575s

    19. [19]

      Paulusse, M. J.; Beek, D. J.; Sijbesma, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2392. doi: 10.1021/ja067523c

    20. [20]

      Peng, F.; Li, G.; Liu, X.; Wu, S.; Tong, Z. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16166. doi: 10.1021/ja807087z

    21. [21]

      Debnath, A.; Ayappa, K. G.; Kumaran, V.; Maiti, P. K. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 10660. doi: 10.1021/jp901551d

    22. [22]

      Koynova, R. L.; MacDonald, R. C. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 7786. doi: 10.1021/jp071286y

    23. [23]

      Wang, Y.; Xing, P.; Li, S.; Ma, M.; Yang, M.; Zhang, Y. Langmuir 2016, 32, 10705. doi: 10.1021/acs.langmuir.6b02478

    24. [24]

      Qiao, Y.; Lin, Y. Y.; Wang, Y. J.; Huang, J. B. Langmuir 2011, 27, 1718. doi: 10.1021/la104447d

    25. [25]

      Raghavan, S. R.; Kaler, E. W. Langmuir 2001, 17, 300. doi: 10.1021/la0007933

    26. [26]

      Hu, Y. M.; Han, J.; Ge, L. L.; Guo, R. Soft Matter 2015, 11, 5624. doi: 10.1039/c5sm01084e

    27. [27]

      Hu, Y. M.; Han, J.; Ge, L. L.; Guo, R. Langmuir 2015, 31, 12618. doi: 10.1021/acs.langmuir.5b03382

    28. [28]

      Dou, Y. Y.; Long, P. F.; Dong, S. L.; Hao, J. C. Langmuir 2013, 29, 12901. doi: 10.1021/la402993y

    29. [29]

      Wang, L. H.; Zhao, W. R.; Dong, R. H.; Hao, J. C. Langmuir 2016, 32, 8366. doi: 10.1021/acs.langmuir.6b01596

    30. [30]

      Cao, Y. Y.; Wang, D.; Zhou, P.; Zhao, Y. R.; Sun, Y. W. Langmuir 2017, 33, 5446. doi: 10 1021/acs.langmuir.7b00405

    31. [31]

      Menger, F. M.; Seredyuk, V. A.; Apkarian, R. P.; Wright, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12408. doi: 10.1021/ja021025w

    32. [32]

      Yue, H.; Guo, P.; Guo, R. J. Chem. Eng. Data 2009, 54, 2923. doi: 10.1021/je900023t

    33. [33]

      Seiffert, S.; Sprakel, J. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 909. doi: 10.1039/c1cs15191f

    34. [34]

      Appel, E. A.; del Barrio, J.; Loh, X. J.; Scherman, O. A. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 6195. doi: 10.1039/c2cs35264h

    35. [35]

      Wojtecki, R. J.; Meador, M. A.; Rowan, S. J. Nat. Mater. 2011, 10, 14. doi: 10.1038/NMAT2891

    36. [36]

      Fan, H.; Li, B.; Yan, Y.; Huang, J. B.; Kang, W. Soft Matter 2014, 10, 4506. doi: 10.1039/c4sm00098f

    37. [37]

      Zhao, Y. R.; Chen, X.; Jing, B.; Wang, X. D.; Ma, F. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 983. doi: 10.1021/jp809048u

    38. [38]

      Lin, Y. Y.; Qiao, Y.; Yan, Y.; Huang, J. B. Soft Matter 2009, 5, 3047. doi: 10.1039/b906960g

    39. [39]

      Li, H.; Wei, S. Q.; Qing, C. L.; Yang, J. S. J. Colloid Interface Sci. 2003, 258, 40. doi: 10.1016/S0021-9797[02]00077-2

    40. [40]

      Ramasamy, P.; El-Maghrabi, M. R.; Halada, G.; Miller, L. M.; Rafailovich, M. Langmuir 2007, 23, 2021. doi: 10.1021/la062365o

    41. [41]

      Shukla, A.; Rehage, H. Langmuir 2008, 24, 8507. doi: 10.1021/la800816e

    42. [42]

      Lin, C. H.; Chaudhury, M. K. Langmuir 2008, 24, 14276. doi: 10.1021/la8027572

    43. [43]

      Lai, V. M. F.; Wong, P. A. L.; Li, C. Y. J. Food Sci. 2000, 65, 1332. doi: 10.1111/j.1365-2621.2000.tb10607.x

    44. [44]

      Stemfka, K.; Michael, G. Langmuir 2008, 24, 10123. doi: 10.1021/la801452z

    45. [45]

      Han, C. H.; Guo, Y.; Chen, X. X.; Yao, M. H.; Zhang, Y. T.; Zhang, Q. R.; Wei, X. L. Soft Matter 2017, 13, 1171. doi: 10.1039/c6sm02654k

    46. [46]

      Fischer, P.; Rehage, H. Langmuir 1997, 13, 7012. doi: 10.1021/LA970571D

    47. [47]

      Firestone, M. A.; Dzielawa, J. A.; Zapol, P.; Curtiss, L. A.; Seifert, S.; Dietz, M. L.; Kakehashi, R. M.; Shizuma, S. J. J. Colloid Interface Sci. 2005, 289, 498. doi: 10.1016/j.jcis.2005.03.090

    48. [48]

      Huang, X.; Han, Y. C.; Wang, Y. X.; Wang, Y. L. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 12439. doi: 10.1021/jp0731046

    49. [49]

      Fielding, L. A.; Lane, J. A.; Derry, M. J.; Mykhaylyk, O. O.; Armes, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 5790. doi: 10.1021/ja501756h

    50. [50]

      Shi, L.; Zheng, L. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 2162. doi: 10.1021/jp211338k

    51. [51]

      Kumar, R.; Kalur, G. C.; Ziserman, L.; Danino, D.; Raghavan, S. R. Langmuir 2007, 23, 12849. doi: 10.1021/la7028559

    52. [52]

      Love, C. S.; Hirst, A. R.; Chechik, V.; Smith, D. K.; Ashworth, I.; Brennan, C. Langmuir 2004, 20, 6580. doi: 10.1021/la049575q

    53. [53]

      Chen, Y. L.; Lv, Y. X.; Han, Y.; Zhu, B.; Zhang, F.; Bo, Z. S.; Liu, C. Y. Langmuir 2009, 25, 8548. doi: 10.1021/la803436h

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  • 发布日期:  2020-10-15
  • 收稿日期:  2019-09-26
  • 修回日期:  2019-11-20
  • 网络出版日期:  2019-11-29
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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