《光流变可逆胶束体系及其制备.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光流变可逆胶束体系及其制备.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104289160A43申请公布日20150121CN104289160A21申请号201410439974X22申请日20140901B01J13/00200601C07C209/00200601C07C211/63200601C07C245/0820060171申请人华东理工大学地址200237上海市徐汇区梅陇路130号72发明人方波郁丽程陈洁金浩田萌金雷平杨沫许华何艳芳74专利代理机构上海顺华专利代理有限责任公司31203代理人李鸿儒54发明名称光流变可逆胶束体系及其制备57摘要一种光流变可逆胶束体系，其为包含GEMINI表面活性剂和光敏反离子的水溶液，所述GEMINI。
2、表面活性剂为丙撑基双十八烷基二甲基氯化铵，所述光敏反离子为含偶氮苯基团的偶氮苯4苯甲酸。该体系在初始条件下具有良好的粘弹性、触变性和剪切变稀性；经波长为365NM紫外光UV照后，胶束体系的粘度、粘弹性、触变性等显著降低；再经450470NM可见光照射后胶束体系的流变性可恢复，表现出光流变可逆性质。本发明的光敏表面活性剂胶束体系与其它光敏智能体系相比具有原料易得、体系制作工艺简捷等优势，可望丰富和发展光敏可逆粘弹性表面活性剂体系及其应用。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页10申请公布号CN10428916。
3、0ACN104289160A1/1页21一种光流变可逆胶束体系，其为包含GEMINI表面活性剂和光敏反离子的水溶液，所述GEMINI表面活性剂为丙撑基双十八烷基二甲基氯化铵，如式I所示，所述光敏反离子为含偶氮苯基团的偶氮苯4苯甲酸，如式II所示，2根据权利要求1所述的光流变可逆胶束体系，其PH为70120。3根据权利要求1所述的光流变可逆胶束体系，其中所述光敏反离子以钠盐或钾盐的形式存在。4根据权利要求1至3任一项所述的新型光流变可逆胶束体系，其中所述光敏反离子与GEMINI表面活性剂的摩尔配比为1118。5根据权利要求4所述的新型光流变可逆胶束体系，其中所述光敏反离子与GEMINI表面活性剂。
4、的摩尔配比为1115。6根据权利要求5所述的光流变可逆胶束体系，其中的GEMINI表面活性剂的浓度为0005MOL/L0050MOL/L。7根据权利要求4所述的光流变可逆胶束体系，其中的GEMINI表面活性剂的浓度为0005MOL/L0020MOL/L。8一种制备权利要求17任一项所述的光流变可逆胶束体系的方法，包括所述光敏反离子和碱按摩尔比110512溶于水中，静置后抽滤，制得所述光敏反离子的盐溶液，该盐溶液的PH范围为70120，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠；然后所述盐溶液与GEMINI表面活性剂的水溶液在常温下混合。9根据权利要求8所述的方法，其中所述光敏反离子和碱的摩尔比111。
5、。权利要求书CN104289160A1/4页3光流变可逆胶束体系及其制备技术领域0001本发明涉及智能材料领域，具体的说，涉及一种新型光流变可逆胶束体系及其制备方法。背景技术0002光流变流体PHOTORHEOLOGICALFLUIDS,简称PR是一类新型智能材料，在减阻和强化传热SHIHF,WANGY,FANGB,ETALLIGHTRESPONSETHREADLIKEMICELLESASDRAGREDUCINGFLUIDSWITHENHANCEDHEATTRANSFERCAPABILITIESLANGMUIR,2011,271058065813、微型反应器阀门控制和传感器、微型机器人、微型机。
6、械的紫外光可见光控制、微型生物材料等方面应用前景良好。但是目前此方面的研究还比较少，且需实验室合成复杂的光敏基团、原料昂贵、工艺复杂、难以实现工业化生产。0003光敏表面活性剂胶束体系利用表面活性剂的自组装结构，通过将光敏离子引入胶束结构来实现其光流变性质，是光流变流体的研究热点。现已报道的光敏胶束体系分为光不可逆增稠体系、光不可逆变稀体系和光流变可逆体系。光不可逆变稀体系有十六烷基三甲基溴化铵CTAB和邻甲氧基肉桂酸OMCA复配体系KETNERAM,KUMARR,DAVIESTS,ETALASIMPLECLASSOFPHOTORHEOLOGICALFLUIDSURFACTANTSOLUTIO。
7、NSWITHVISCOSITYTUNABLEBYLIGHTJOURNALOFTHEAMERICANCHEMICALSOCIETY,2007,129615531559，十六烷基3甲基咪唑溴盐C16MIMBR和肉桂酸CA复配体系LIJ,ZHAOMW,ZHOUHTPHOTOINDUCEDTRANSFORMATIONOFWORMLIKEMICELLESTOSPHERICALMICELLESINAQUEOUSSOLUTIONSOFTMATTER,2012,8,78587864等。光不可逆增稠体系有芥酸二甲基氨丙酰基甜菜碱EDAB和OMCA复配体系KUMARR,RAGHAVANSRPHOTOGELLING。
8、FLUIDSBASEDONLIGHTACTIVATEDGROWTHOFZWITTERIONICWORMLIKEMICELLESSOFTMATTER,2009,5,797803。0004光流变可逆体系在不同波长的光的照射下流变性质发生可逆变化，应用前景良好。偶氮苯基团具有可逆光异构化性质，是最常用的光敏离子。已经被报道的有通过合成含偶氮苯基团的表面活性剂而形成的光流变可逆胶束体系LEECT,SMITHKA,HATTONTAPHOTOREVERSIBLEVISCOSITYCHANGESANDGELATIONINMIXTURESOFHYDROPHOBICALLYMODIEDPOLYELECTROLY。
9、TESANDPHOTOSENSITIVESURFACTANTSMACROMOLECULES,2004,371453975405，还有用传统表面活性剂与含偶氮苯基团反离子复配的胶束体系OHH,KETNERAM,HEYMANNR,ETALASIMPLEROUTETOFLUIDSWITHPHOTOSWITCHABLEVISCOSITIESBASEDONAREVERSIBLETRANSITIONBETWEENVESICLESANDWORMLIKEMICELLESSOFTMATTER,2013,950255033；SHIH,GEW,OHH,ETALPHOTOREVERSIBLEMICELLARSOLUT。
10、IONASASMARTDRAGREDUCINGFLUIDFORUSEINDISTRICTHEATING/COOLINGSYSTEMSLANGMUIR,2012,291102109等。但用GEMINI表面活性剂直接与光敏离子的复配体系尚未见报。与传统表面活性剂相比，GEMINI表面活性剂为新一代表面活说明书CN104289160A2/4页4性剂，其临界胶束浓度CMC比对应传统表面活性剂低12个数量级，表面活性为对应传统表面活性剂的10100倍MENGERFM,LITTAUCAGEMINISURFACTANTSANEWCLASSOFSELFASSEMBLINGMOLECULESJOURNALOFT。
11、HEAMERICANCHEMICALSOCIETY,1993,115221008310090；MENGERFM,KEIPERJSGEMINISURFACTANTANGEWANDTECHEMIEINTERNATIONALEDITION,2000,391119061920。发明内容0005本发明首次将阳离子GEMINI表面活性剂与光敏离子通过复配得到光流变可逆的胶束体系，为强化减阻和传热提供新体系。0006本发明的一个目的在于提供一种新型光流变可逆阳离子GEMINI胶束体系。0007本发明的另一目的在于提供所述新型光流变可逆阳离子GEMINI胶束体系的制备方法。0008本发明的第一方面是一种新型光。
12、流变可逆胶束体系，其为包含GEMINI表面活性剂和光敏反离子的水溶液，所述GEMINI表面活性剂为丙撑基双十八烷基二甲基氯化铵，如式I所示，所述光敏反离子为含偶氮苯基团的偶氮苯4苯甲酸，式II所示，00090010优选地，本发明所述的光流变可逆胶束体系的PH为712。0011优选地，本发明所述的光流变可逆胶束体系中所述光敏反离子以钠盐或钾盐的形式存在。0012优选地，本发明所述的新型光流变可逆胶束体系中所述的光敏反离子与GEMINI表面活性剂的摩尔配比为1118。0013优选地，本发明所述的光流变可逆胶束体系中阳离子GEMINI表面活性剂的浓度为0005MOL/L0050MOL/L。0014本。
13、发明的另一方面为一种制备上述光流变可逆胶束体系的方法，包括所述光敏反离子和碱按摩尔比110512溶于水中，静置后抽滤，制得所述光敏反离子的盐溶液，该盐溶液的PH范围为70120，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠；然后所述盐溶液与GEMINI表面活性剂的水溶液在常温下混合。0015本发明制得的胶束体系在光照前具有良好的粘弹性、触变性和剪切变稀性。经波长为365NM的紫外光UV照射光照时间为05H5H后，胶束体系粘度、粘弹性显著降低；再经波长为450470NM的可见光照射光照时间为05H10H后，胶束的粘度、粘弹性和触变性等流变特性又可恢复。附图说明说明书CN104289160A3/4页500。
14、16图1是实施例1的光敏体系GEMINI18318/ACA10MMOLL1/125MMOLL1在紫外光照前、紫外光照1H后及可见光照7H后的稳态粘度剪切速率为100S1随剪切时间的变化曲线。0017图2是实施例1的光敏体系GEMINI18318/ACA10MMOLL1/125MMOLL1在紫外光照前、紫外光照1H后及可见光照7H后的粘度随剪切速率的关系曲线。0018图3是实施例1的光敏体系GEMINI18318/ACA10MMOLL1/125MMOLL1在紫外光照前、紫外光照1H后及可见光照7H后的触变性曲线。0019图4是实施例2的光敏体系GEMINI18318/ACA8MMOLL1/10M。
15、MOLL1的相对粘度随光照时间的变化曲线前三个小时为紫外光光照，后十个小时为可见光光照。具体实施方式0020以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。0021所用GEMINI表面活性剂丙撑基双十八烷基二甲基氯化铵称为18318。其中18318为有效活性物含量在70的工业级产品，由河南道纯公司提供。所用光敏反离子偶氮苯4苯甲酸简称ACA980由东京化成工业株式会社TCI提供。0022实施例10023称取05658G25MMOLACA与011G275MMOL氢氧化钠溶于水配成100ML的溶液，搅拌均匀，将溶。
16、液静置24H后抽滤得到反式ACA钠盐溶液。再将20171G20MMOLGEMINI表面活性剂18318溶于热水，在40下搅拌配成100ML溶液，静置一天使体系稳定。将上述两种溶液各取20ML置于锥形瓶中，磁力搅拌使体系均匀，避光放置两天使体系稳定，得到GEMINI18318/ACA10MMOLL1/125MMOLL1光敏粘弹触变性体系PH789。0024用流变仪考察体系流变特性。取20ML溶液置于内径为6CM的有盖培养皿内，在磁力搅拌器的均匀搅拌下，用365NM紫外灯100W，中心强度4800W/CM2照射1H控制灯与样本相距35CM，下同，取出3ML考察体系的流变特性；将剩下的溶液继续用46。
17、0NM的可见光LED灯100W照7H，考察体系的流变特性。0025在30下，采用ANTONPARR的PHYSICAMCR101流变仪，使用锥板测试系统转子型号CP251SN10665；直径24955MM；角度1001；板间距005MM在剪切速率为100S1下测定1HUV光照前后及7H可见光照后体系的粘度随剪切时间的变化关系，见附图1。体系在光照前稳态粘度为0040PAS，经UV光照1H后稳态粘度为0005PAS，降低近88，再经可见光照7H后体系粘度为0024PAS，恢复到原来的60左右。0026在变剪切模式下研究不同光照条件下体系的粘度随剪切速率的变化关系剪切速率为001S11000S1，见。
18、附图2。体系在光照前具有明显的剪切变稀性质，UV光照1H后体系粘度降低，再经可见光照7H后体系粘度部分恢复。在变剪切模式下研究不同光照条件下体系的触变性剪切速率变化先由0升至100S1，时间为40S，再由100S1降至0，时间为40S，见附图3。光照前胶束体系在低剪切速率区域下行线的应力高于上行线的应力，形成粘弹环；在较高剪切速率区域上行线的应力大于下行线的应力，形成正触变环，表明胶束体系具有一定的网络结构；经紫外光照1H后，体系上行线和下行线重合，没有粘弹性，类似说明书CN104289160A4/4页6于牛顿流体；再经可见光照7H后，体系的粘弹触变性部分恢复，表明其网络结构的恢复。0027实。
19、施例20028称取04526G20MMOLACA与0088G22MMOL氢氧化钠溶于水配成100ML的溶液，搅拌均匀，将溶液静置24H后抽滤得到TRANSACA钠盐溶液；再将16137G16MMOLGEMINI表面活性剂18318溶于热水，在40下搅拌配成100ML溶液，静置一天使体系稳定。将上述溶液各取20ML置于锥形瓶中，磁力搅拌使体系均匀，避光放置两天使体系稳定，得到GEMINI18318/ACA8MMOLL1/10MMOLL1光敏胶束体系PH748。0029用乌氏粘度计内径1MM在30下测体系的相对粘度与去离子水比较。取20ML溶液置于内径为6CM的有盖培养皿内，在磁力搅拌器的均匀搅拌下，先用365NM紫外灯照射3H，继续用460NM的可见光LED灯照射10H，照射过程中间隔取样，考察体系的相对粘度随光照时间的变化情况，见附图4。随着UV光照时间的增大，胶束体系的相对粘度由14降低至15，在1H后相对粘度值达到稳定；再经可见光照10H后体系相对粘度恢复到初始值。说明书CN104289160A1/2页7图1图2说明书附图CN104289160A2/2页8图3图4说明书附图CN104289160A。