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微生物脂肽是由微生物产生的一类由疏水脂肪链和亲水肽链构成的具有两亲结构的生物表面活性剂,具有高表面活性、无污染,低成本等特点,在化妆品、三次采油等领域具有良好的应用前景。微生物脂肽种类繁多,其中表面活性素(surfactin)是已报道的表面活性最强的微生物脂肽之一。本论文以Surfactin为主要研究对象,考察了Surfactin与甜菜碱、双子表面活性剂及聚合物等复配体系的性质。
研究了Surfactin分别与十二烷基二甲基甜菜(C12BE),3-磺丙基十二烷基二甲基甜菜碱(SDDAB),3-磺丙基十四烷基二甲基甜菜碱(STDAB),3-磺丙基十六烷基二甲基甜菜碱(SHDAB)复配体系的相互作用及其在界面及溶液中的物理化学性质。复配体系的协同作用与表面活性剂的分子结构及两者间的配比有关。在气/液界面Surfactin摩尔分数较低时脂肽与甜菜碱出现协同作用,而体相中,Surfactin则在其摩尔分数(αSurfactin)较高时易与甜菜碱发生协同作用。从SANS的结果得出,对于0.24mM等摩尔比的四个复配体系,Surfactin与四种甜菜碱相互作用的强度顺序为:Surfactin/STDAB>Surfactin/SHDAB>Surfactin/SDDAB>Surfactin/C12BE。四个复配体系的临界临界排列参数均小于1/3,推测为球形胶束。p(r)函数图表明,Surfactin/磺丙基甜菜碱复配体系的胶束均为球形胶束,而Surfactin/C12BE复配体系为椭圆形胶束。且Surfactin/磺丙基甜菜碱复配体系的胶束聚集数比纯Surfactin的要大。
羧基甜菜碱与PAM之间的相互作用比磺丙基甜菜碱强;疏水链越长,与PAM相互作用越强。甜菜碱表面活性剂加入PAM中先是聚集在PAM链上,随着甜菜碱浓度的增加,PAM链上的甜菜碱达到饱和,随后甜菜碱自由单体开始在溶液中聚集形成自由胶束。PAM缠绕在甜菜碱自由胶束周围与之形成球形混合胶束。而Surfactin及Surfactin/SDDAB与PAM复配会形成棒状胶束,溶液粘度增大,Surfactin及Surfactin/SDDAB与PAM间的相互作用比甜菜碱与PAM间的相互作用强。
初步探究了Surfactin与丙撑基双十二烷基二甲基溴化铵(12-3-12)间的相互作用。加复碱后,脂肽泡沫液与12-3-12在体积比为2∶8时可达到超低界面张力,为最优配比,在脂肽泡沫液与12-3-12体系中加入0.8g/LHPAM仍可达到10-4mN/m的超低水平。进一步研究了Surfactin/12-3-12复配体系在气/液界面及溶液中的相互作用,发现在αSurfactin=0.2时协同作用最强。0.24mMSurfactin/12-3-12复配体系(αSurfactin=0.6)在溶液中形成椭球形胶束。