表面活性剂是含有亲水性和疏水性份的两亲分子。表面活性剂在空气水界面处定位,使得亲水部分在水中和空气中的疏水部分溶解在水中时。
如果表面活性剂浓度高于临界胶束浓度(CMC),表面活性剂分子将定期排列在液体表面上或通过自组装行为形成胶束。
值得考虑的是,表面活性剂浓度和环境温度的变化会导致胶束的相行为不同,从而形成不同的形貌和尺寸。
表面活性剂分子种类繁多,可分为非离子表面活性剂(如CmEn系列)、离子表面活性剂(如SDS)和共聚物表面活性剂。
某种表面活性剂的相行为由其特定类型或化学组成建立。表面活性剂用于许多领域,例如生物学,化学和药物。
在本研究中,通过动态光散射技术通过研究其颗粒尺寸和对其相位行为的影响,通过研究离子表面活性剂胶束SDS和非离子表面活性剂胶束胶片20。
图片信用:Bettersize Instruments Ltd.
理论与仪器
DLS测量粒子布朗运动引起的样品的强度涨落。yabo214利用Stokes-Einstein方程,得到了扩散系数D,并与颗粒尺寸即流体动力直径D有关H。
其中kB.是螺栓恒定,T是温度,η是分散剂粘度。
在本文中,使用Bettersize Instruments Ltd.的BeNano 90 Zeta对表面活性剂样品进行了表征,该样品采用了功率为10 mW、波长为633 nm的He-Ne激光器。
在Benano 90 Zeta中,单模光纤也用于信号传输,以最大化信噪比;使用高速相关器,使得可以有效地计算用于小颗粒的快速衰减相关函数。yabo214
实验
如表1所示,在不同浓度下制备两个表面活性剂悬浮液。内置温度控制系统BeNano 90ζ测量温度设为25℃±0.1℃。
由于表面活性剂散射强度极弱,分子极小,粉尘等杂质的存在会对测量结果产生很大的影响。
因此,在测量之前,使用220nm过滤器过滤样品。为了确保结果的可重复性,每个样品至少测量三次。
表格1。示例信息。资料来源:Bettersize Instruments Ltd.
样本 |
浓度 |
分散剂 |
渐变20 |
10毫克/毫升 |
水 |
渐变20 |
25 mg / ml |
水 |
渐变20 |
50 mg / ml |
水 |
SDS. |
25 mg / ml |
水 |
SDS. |
50 mg / ml |
水 |
结果和讨论
通过采样的散射信号计算相关函数。
根据上面所示的相关函数,所有样本均匀衰减。这是因为小颗粒的快速褐色运动。yabo214
如图1所示,相关函数的信噪比良好,由于胶束在较高温度下扩散更快,衰减率随温度升高而增加。
图1。在5℃至65℃的温度下,10mg / ml吐温的相关函数。图片信用:Bettersize Instruments Ltd.
图2。25 mg/mL Tween 20在25℃下的相关函数有重叠。图片信用:Bettersize Instruments Ltd.
图3。50 mg/mL Tween 20在25℃下的相关函数有重叠。图片信用:Bettersize Instruments Ltd.
图4。25 mg/mL SDS自组装胶束的相关函数重叠。图片信用:Bettersize Instruments Ltd.
图5。相关函数的重叠为50mg / mL SDS自组装胶束。图片信用:Bettersize Instruments Ltd.
图6。在5℃~ 65℃温度范围内,Tween 20的粒径分布为10mg /mL。图片信用:Bettersize Instruments Ltd.
图7。25mg / mL SDS胶束的粒度分布在25℃。图片信用:Bettersize Instruments Ltd.
图8。25℃条件下SDS胶束粒径分布为50 mg/mL。图片信用:Bettersize Instruments Ltd.
Benano 90 Zeta的强大计算能力允许足够的点对小颗粒的相关函数。yabo214图2和图3显示了由多个测量分别收集的25mg / ml和50mg / ml吐温20胶束的相关函数。
表明,即使对于散射强度具有非常弱的纳米颗粒,测量的可重复性也非常好,显示出Benano 90 Zeta的高稳定性和敏感性。yabo214
在不同条件下由吐温20表面活性剂形成的胶束的Z-AVE值相对稳定,在25℃下在10mg / ml至50mg / ml的浓度范围内波动在7.3nm和7.6nm之间,如表2所示。
表2。Z均尺寸的胶束样品。资料来源:Bettersize Instruments Ltd.
样品浓度 |
温度(°C) |
Z-ave (nm) |
10毫克/毫升渐变 |
5. |
7.12±0.41 |
10毫克/毫升渐变 |
10. |
8.11±0.17 |
10毫克/毫升渐变 |
15. |
8.14±0.12 |
10毫克/毫升渐变 |
20. |
7.86±0.01 |
10毫克/毫升渐变 |
25. |
7.56±0.07 |
10毫克/毫升渐变 |
35. |
7.16±0.25 |
10毫克/毫升渐变 |
45. |
6.96±0.08 |
10毫克/毫升渐变 |
55. |
6.88±0.15 |
10毫克/毫升渐变 |
65 |
7.24±0.06 |
25毫克/毫升吐温 |
25. |
7.41±0.10 |
50毫克/毫升渐变 |
25. |
7.30±0.14 |
25 mg / ml SDS |
25. |
53.03±7.23 |
50 mg / ml SDS |
25. |
2.21±0.1 |
当浓度为10mg / ml时,在25℃至65℃的温度下,吐温20样品的Z-AVE在6.8nm和8.1nm之间。粒度高度取决于其浓度SDS表面活性剂胶束。
浓度为25mg / ml,除了形成多个纳米尺寸的胶束之外,还形成了数百纳米的大聚集体。当浓度增加至50mg / ml时,大胶束聚集体的数量显着降低。
致谢
由最初由Zhibin Guo亚博网站下载,Shelly Zhang和Hui Ning撰写的材料生产的材料来自Bettersize Instruments Ltd.
这些信息是由Bettersize Instruments Ltd.提供的材料来源、审查和改编的。亚博网站下载
欲了解更多信息,请访问Bettersize仪器有限公司