阳离子纤维素-十二烷基苯磺酸钠的缔合作用

阳离子纤维素-十二烷基苯磺酸钠的缔合作用

与单一表面活性剂体系相比，聚合物和表面活性剂复合体系具有不同的自由组装，在进一步提高、泡沫和界面吸附方面表现出良好的性能，因此在日用化工中得到了广泛应用。毛细管电泳(CE)技术基于不同电荷属性和电荷密度的被分析物在电场中电泳淌度的差异对其实现快速高效分离,常被用于蛋白质及药物分子的分离分析1实验部分1.1化学成分和试剂纤维素JR125,JR400,JR30M和LR400,上海乾飞化工有限公司;十二烷基苯磺酸钠(SDBS),国药集团化学试剂有限公司,经石油醚索氏提取48h,无水乙醇重结晶3次;十水合四硼酸钠(硼砂)和硼酸,国药集团化学试剂有限公司;超纯水(电阻率18.2MΩ獉cm)采用美国MilliporeSynergyUV超纯水系统自制.UV-2700型紫外-可见分光光度计(日本Shimadzu公司);JYW-200D型自动界面张力仪(承德市世鹏检测设备有限公司);ZetaPALS型Zeta电位及纳米粒度仪(美国Brookhaven公司);P/ACEMDQ型高效毛细管电泳仪(美国BeckmanCoulter公司).1.2sdbs的配制为了使实验结果具有可比性,所有溶液均采用适用于毛细管电泳实验的缓冲液配制.首先,配制1.5mmol/L的硼砂和94mmol/L的硼酸缓冲液,以此为储备液,配制一系列不同浓度的SDBS(c1.3测试波长和温度采用紫外-可见分光光度计测试JR400-SDBS缓冲液的透光率T(%),测试波长为420nm,温度为(30±0.1)℃;用T表示溶液浊度,透光率越小则浊度越大,由该法确定沉淀区(Precipitationzone,PZ).1.4zeta电位的测定在30℃下利用zeta电位及纳米粒度仪分别测定上述单独SDBS缓冲液及JR400-SDBS缓冲液的zeta电位(沉淀区取其上层清液测定).1.5表面张力的测定在(30±0.1)℃下用表面张力仪分别测定上述单独SDBS的缓冲液及JR400-SDBS的缓冲液的表面张力(沉淀区取其上层清液).1.6ce实验和紫外检测以上述SDBS缓冲液作为运行缓冲液,样品为含对应浓度JR400的运行缓冲液,在(30±0.1)℃下进行CE实验.每个样品在33.03kPa下正极进样3s,运行电压20kV,紫外检测波长210nm,此时阳离子纤维素基本无紫外吸收而SDBS有紫外吸收.每次实验均以甲醇作为中性参考样品,记录其迁移时间t2结果与讨论2.1lg/l质量浓度中和正电荷所需表面活性剂的分离纯化对于阳离子聚合物-阴离子表面活性剂体系,阳离子聚合物浓度越高,中和其正电荷所需要的阴离子表面活性剂越多,广义上其沉淀区(PZ)范围越大.如图1(A)所示,JR400(2g/L)-SDBS体系中在c2.2sdbs---浊度法沉淀区的表征图2示出了JR400和SDBS浓度变化对JR400-SDBS复合体系zeta电位的影响,其中阴影区域取自于浊度法获得的沉淀区,其对应zeta电位从正值急剧变化为负值的浓度区域,且随JR400浓度的增加而变宽;沉淀区前溶液整体带正电,表明少量SDBS不能改变JR400的正电荷属性,因而维持聚阳离子特性;沉淀区后溶液整体带负电,表明过量SDBS与JR400形成的缔合物改变了JR400的电荷属性.2.3sdbs-jm复合系统的临界浓度特征水溶性中性聚合物与阴离子表面活性剂相互作用时,其复合溶液的表面张力与单独的表面活性剂溶液相比,会出现双平台现象2.4阳离子纤维素在复合体系中的稳定性为进一步研究阳离子纤维素分子量、电荷量和浓度对其与SDBS缔合作用的影响,选取与JR400分子量不同的另外2种阳离子纤维素(JR125和JR30M),以及与JR400相对分子量相同但取代度(SD,为每个纤维素单元的阳离子取代度)和电荷密度(CD,为每克阳离子纤维素的摩尔电荷)稍低的LR400作为对比,4种阳离子纤维素的分子结构通式见Scheme1,物理性质列于表2.不同复合体系的浊度法实验现象与JR400体系相似,其zeta电位变化示于图4.可见,沉淀区(阴影区域取自于浊度法)随着阳离子纤维素浓度增大而增大,沉淀区前后的电性均与含JR400体系的类似.不同体系的表面张力变化见图5,从中析出的浓度阈值c2.5阳离子纤维素-sdbs体系的物种随c研究有效电泳淌度的计算公式如下:式中:μ由于有效电泳淌度μ综合以上浊度法、zeta电位法、表面张力法和CE法的表征结果,电荷相反的阳离子纤维素-SDBS体系的物种随c3低浓度聚阳离子与高浓度阴离子表面活性剂的复合体系的建立采用浊度法、zeta电位法、表面张力法和CE法研究了系列阳离子纤维素与SDBS之间的缔合作用.浊度法实验结果表明,在等电点附近产生的沉淀区随着阳离子纤维素浓度减小而变窄,随着SDBS过量沉淀消失,因此低浓度聚阳离子与高浓度阴离子表面活性剂的复合体系有利于实际应用;而且聚阳离子分子量和取代度对沉淀区范围影响较小.表面张力法实验结果显示,该类复合体系具有典型“中性聚合物-阴离子表面活性剂”作用曲线的特征,具有3个拐点,虽然有时psp会被沉淀区现象干扰,但总体显示SDBS与聚阳离子间形成了缔合物.zeta电位法实验结果表明,过量SDBS存在