张文鹏,刘东芳,吴洋,鲁红升
(1 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津 300456;2 西华大学理学院,四川 成都 610039;3 西南石油大学化学化工学院,四川 成都 610500)
众所周知,在低浓度的表面活性剂水溶液中,由于表面活性剂的亲水亲油性,其分子的亲水基团有进入水相的趋势,而亲油基团则想逃离水相,使分子由水相内部向外迁移,两种力量相平衡,使表面活性剂分子趋于聚集在水相表面。随着水溶液中表面活性剂的浓度增大,表面活性剂分子不能继续在水相表面聚集,然而亲油基团仍然在竭力使分子远离水,于是表面活性剂分子就在水的内部自聚,也就是亲油基团聚集在一起形成内核,亲水基团在外面与水接触形成外壳,也就形成了球状胶束[1],而刚开始形成胶束的浓度叫临界胶束浓度(critical micelle concentration,CMC)。继续增加表面活性剂浓度或有电解质(如盐)加入的情况下,胶束的尺寸会沿着一维方向增加,其直径通常为几个纳米,长度可达几十到几百纳米,同时这种胶束能够相互缠绕交叠,构成柔性的三维网络空间结构,使溶液表现出凝胶的性质,具有明显的黏弹性,即为蠕虫状胶束[2]。
蠕虫状胶束作为两亲分子在水溶液中的一种缔合结构,受到堆积参数P的影响,1976 年,Israelachvili 等[3]根据表面活性剂分子在水溶液中排列的几何形状首次提出了“堆积参数”(packing parameter)的概念,并阐述了表面活性剂在水溶液中的自组装形态与P值的关系,P与表面活性剂结构的关系式为P=V/al,P介于1/3与1/2之间时,表面活性剂在溶液中的主要聚集形态为蠕虫状胶束。……