线状与支化蠕虫状胶束的核磁共振扩散测量
化学物理
2021-02-23 v1 软凝聚态物质
摘要
利用核磁共振(NMR)波谱对十六烷基三甲基溴化铵/水杨酸钠(CTAB/NaSal)和氯化十六烷基吡啶/水杨酸钠(CPCl/NaSal)两种模型表面活性剂溶液进行了扩散研究。通过提高盐与表面活性剂浓度之比,这些体系在零剪切黏度和弛豫时间上出现双峰,表明其从线状胶束网络向支化胶束网络转变。本工作的目标是评估核磁共振扩散测量对不同类型胶束微观结构的敏感性,并确定表面活性剂在胶束溶液中的自扩散机制。在低盐与表面活性剂浓度比(此时蠕虫状胶束为线状)下,表面活性剂自扩散最好用均方位移 Z2 描述,其随扩散时间 Tdiff 的变化为 Z2 ~ Tdiff^0.5。随着盐浓度增加形成支化胶束,Z2 ~ Tdiff,表明支化胶束中表面活性剂分子呈类布朗自扩散。该结果表明核磁共振扩散测量能够区分各类胶束微观结构。此外,通过与现有受限扩散模型比较,首次确定了线状和支化胶束中表面活性剂分子的自扩散系数,并证明其远慢于质子分子在体相中的扩散。而且,在线状和中等支化蠕虫状胶束中,表面活性剂自扩散的主导机制是表面活性剂分子沿胶束轮廓长度的曲线扩散;而在支化胶束中、第二个黏度极大值之前,表面活性剂自扩散可能源于胶束断裂、胶束间和/或体相间的交换之组合。
引用
@article{arxiv.2102.10491,
title = {Nuclear Magnetic Resonance Diffusometry of Linear and Branched Wormlike Micelles},
author = {Samuel W. Holder and Samuel C. Grant and Hadi Mohammadigoushki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.10491},
year = {2021}
}
备注
27 pages, 8 figures