當(dāng)前位置:布魯克磁共振事業(yè)部>>技術(shù)文章>>TD-NMR可用于評估表面活性劑溶液中的相變
TD-NMR可用于評估表面活性劑溶液中的相變
“總的來說,,NMR數(shù)據(jù)與各轉(zhuǎn)折點的屈服應(yīng)力轉(zhuǎn)變,、以及DLS和微觀觀察結(jié)果一致。”
表面活性劑是兩親性分子,,兼具親水部分和疏水部分,。它們被用來降低液體的表面張力。表面活性劑具有各種廣泛用途,,包括洗滌劑,、便簽、泡沫和強(qiáng)化采油技術(shù),。由于表面活性劑是一組具有多種不同結(jié)構(gòu)的不同試劑,因此可以滿足各種應(yīng)用中差異極大的要求,。
在為特定功能選擇合適的表面活性劑時,,溶解度是一個重要的考慮因素。此外,,可能還會受到溫度,、pH值、濃度和存在的物種的影響,。表面活性劑在加入助溶劑之前通常是不溶的,。通過添加聚合物(如添加碳酸鈉)或增加pH值,可以抵消表面活性劑的電荷,。
當(dāng)表面活性劑的濃度超過一定值,,即臨界膠束濃度(CMC)時,表面活性劑趨向于聚集成膠束,。實際CMC取決于表面活性劑的結(jié)構(gòu)及其離子強(qiáng)度,。通過添加聚合物或通過鹽或醇的污染,可以對其進(jìn)行改性,。
隨著表面活性劑濃度增長到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出CMC,,膠束的數(shù)量不斷增加,而現(xiàn)有膠束并未變得更大。濃度的進(jìn)一步增加導(dǎo)致膠束的聚集,。研究人員采用各種技術(shù)來查明發(fā)生這些轉(zhuǎn)變處的表面活性劑分子濃度,。核磁共振波譜儀優(yōu)于其它技術(shù),因為它可以同時區(qū)分所存在的不同物種,,并測量各個物種的數(shù)量,。
NMR已被成功用于檢測低濃度表面活性劑溶液中的CMC。最近的研究表明,,這項技術(shù)可以擴(kuò)展到高濃度,,從而檢測出CMC以外的相變。
研究人員選用具備溫度控制和梯度場功能的Bruker Minispec™ mq20波譜儀,,在較大的表面活性劑濃度范圍內(nèi),,通過時域核磁共振(TD-NMR)波譜對表面活性劑的相特性進(jìn)行了研究。
研究人員成功檢測出了在較高濃度下的CMC和二次相變,。在CMC兩側(cè)都觀察到了線性關(guān)系,,當(dāng)初級相變發(fā)生時斜率出現(xiàn)明顯變化。在較高的表面活性劑濃度下,,高達(dá)CMC的90倍,,NMR信號的變化有效地指示出涉及膠束形狀或其它結(jié)構(gòu)構(gòu)型改變的二次相變。
動態(tài)光散射(DLS)和交叉偏光顯微鏡證實了NMR波譜顯示的相變,。在大多數(shù)情況下,,用這些分析技術(shù)得到的結(jié)果,與表面活性劑溶液中的可見差異以及NMR波譜中檢測出的變化相符,。
這些新發(fā)現(xiàn)表明,,TD-NMR可用于檢測二次相變。NMR數(shù)據(jù)可預(yù)測表面活性劑溶液的相變,,這種變化得到粘度差異的支持,。
參考文獻(xiàn):
· Reilly T等;“通過NMR確定兩親性二階相變”,;Journal of Molecular Liquids 2018;268:647–657