通过自洽场理论量化非离子和离子表面活性剂的临界胶束浓度
软凝聚态物质
2024-12-05 v1 统计力学
化学物理
计算物理
摘要
量化临界胶束浓度并理解其与内在分子结构和环境条件的关系，对于表面活性剂的合理设计至关重要。本文发展了一种自洽场理论，该理论将临界胶束浓度、胶束结构和胶束化动力学路径的研究统一在一个框架内。长程静电相互作用得到了精确处理，这不仅使该理论适用于非离子和离子表面活性剂，还使我们能够捕捉各种盐效应。通过将该理论应用于三种常用类型的表面活性剂，验证了其有效性和通用性。对于聚氧乙烯烷基醚表面活性剂，我们预测当组成参数和调整时，临界胶束浓度在至M的宽范围内变化。对于离子型十二烷基硫酸钠表面活性剂，我们展示了临界胶束浓度随盐浓度增加而降低，并捕捉到了特定的阳离子效应和阴离子效应。此外，对于月桂醇聚醚硫酸酯钠表面活性剂，我们发现临界胶束浓度和胶束尺寸对氧乙烯基团数量均呈非单调依赖关系。我们对所有三种类型表面活性剂的临界胶束浓度理论预测与文献中报道的实验数据定量一致。
引用
@article{arxiv.2412.03549,
title = {Quantifying the Critical Micelle Concentration of Nonionic and Ionic Surfactants by Self-Consistent Field Theory},
author = {Chao Duan and Mu Wang and Ahmad Ghobadi and David M. Eike and Rui Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.03549},
year = {2024}
}