将两个单链表面活性剂的亲水头基通过一个联接基团连接起来就构成了Gemini表面活性剂，也称为双子型表面活性剂[1-2]，因此可知Gemini表面活性剂具有两个亲水头基、两个疏水尾基和一个联接基团。与传统表面活性剂如十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十六烷基三甲基溴化铵(CATB)只含一个亲水头基和一个疏水尾基相比，结构发生明显变化。特别是因为联接基团的连接使得离子头基(一个联接基团连接两个表面活性剂分子)之间的静电斥力减弱并且大大增强了疏水尾基的疏水作用，这种特殊的化学结构使得Gemini表面活性剂具备了与传统单链表面活性剂不同的某些性质，如更低的kraft点，较低的临界胶束浓度，特殊的流变特性和减阻性能，甚至可以与碳氢表面活性剂发生协同作用等[2-3]。

在初二（5）班，这个人就是王施凯。而他现在和全年级第一的学生赵明月成了同桌，震惊了初二年级的所有“差生”。

阀门长期工作在恶劣的工况下，磨损不可避免。由于进口阀门的维修费用较高，该项目根据实际情况，本着降本增效的原则，积极选择中国知名维修阀门企业维修，以此保证能及时修复损坏严重的阀门，保证装置的正常生产。

Gemini表面活性剂的出现，为表面活性剂的研究和湍流减阻的应用开拓了新的空间，并且因为其独特的结构和性能而受到越来越多研究者的关注[4-5]，而目前对于这种新型表面活性剂流变性质的研究仍然不够全面。已知传统单链型表面活性剂溶液中可以形成球状[6]、棒状[7]、蠕虫状[8]和网状等胶束结构[9]，而溶液内胶束结构的改变会导致剪切黏度的明显变化。本文以流变参数中的剪切黏度作为测试目标，研究Gemini季铵盐型阳离子表面活性剂，探讨了在恒定温度[10]和不同剪切速率、不同浓度时，表面活性剂溶液剪切黏度的变化，以探究Gemini表面活性剂溶液内部微观结构的变化，得到Gemini表面活性剂更丰富的流变性质，并为湍流减阻的实际应用提供相关指导。

1 实验部分

1.1 实验样品

本次测试中使用的表面活性剂是由河南道纯化工技术有限公司生产的Gemini季铵盐型阳离子表面活性剂18-3-18(丙撑基双十八烷基二甲基氯化铵)，707 g/mol，纯度为70%。抗离子是由天津市盛奥化学试剂厂生产的水杨酸钠(NaSal)，160.11 g/mol，分析纯。将表面活性剂和抗离子按照物质的量之比为1∶2的比例换算称量后直接溶于自来水，充分搅拌均匀后静置至少 96 h 使得溶液达到均匀一致平衡态，最终得到 2.829、4.243、5.658、7.072 mmol/L 4种不同浓度的Gemini季铵盐型阳离子表面活性剂溶液以备实验使用[11-14]。

1.2 实验仪器

[6] BENDEDOUCH D, CHEN S H, WALLACE C K. Determination of interparticle structure factors in ionic micellar solutions by small angle neutron scattering[J]. Journal of Physical Chemistry, 1983, 87(14): 2621-2628.

本次表面活性剂溶液流变特性测试中使用的流变仪为奥利地Anton Paar 公司生产的Physica MCR 302高级旋转流变仪，为实现低剪切速率下的精确测定，使用同轴双圆筒测试系统DG42，其扭矩范围为10 nN·m～200 mN·m。

1.3 实验操作

虽然PHEV的购买价格较传统轿车和混合动力轿车略高(目前约为1.2倍)，但由于外接电池的高容量、制动能量回收等新技术的应用，使得车辆在城区内行驶可以基本实现零排放，燃油经济性也比普通汽车提高了2～5倍。

经多次对比重复实验，加样后静止30 min开始测试，这样既可使加样过程中样品受到的剪切作用消除，又能使双夹缝中的样品均匀地达到测试温度[15]。

对高等院校和科研院所课题财务验收的调研发现，绝大部分高校和科研单位的项目负责人比较重视科技经费使用管理，能够按照科技经费使用的管理制度，规范科研资金的支出和使用。但也有少数单位和人员在科研资金管理和使用中存在预算编制不够科学［3］，预算执行不严格，承诺的自筹经费配套不到位等现象。经费使用中也存在以下具体问题。

创建稳态控制剪切速率模式(恒温)测试程序，设置恒温和相应的剪切速率值，数据采集时间的控制模式为Profile=Fixed meas.pt.duration=4 s。每次测试都需进行至少2次重复性验证。

2 结果与讨论

2.1 剪切速率对Gemini表面活性剂/水杨酸钠溶液黏度特性的影响

根据图1～图4曲线变化趋势分析可知 2.829 mmol/L和 4.243 mmol/L两种较低浓度表面活性剂溶液的剪切黏度随时间的变化趋势相似， 5.658 mmol/L和 7.072 mmol/L两种较高浓度表面活性剂溶液的剪切黏度随时间的变化趋势也相似。已知溶液的剪切黏度与胶束尺寸大小正相关[16-19]。

在东莞，金杯公司杨金溪先生带我们在车间二层观光廊俯瞰生产现场。坦诚相告隔离的做法，是防止参观者挖技术骨干。

1092 Application of novel ultrasonic techniques in diagnosis of pulmonary tuberculosis: recent progress

  

图1 浓度为2.829 mmol/L溶液在不同剪切速率时剪切黏度随时间的变化Fig.1 Variation of shear viscosity with time at different shear rates for 2.829 mmol/L solution

  

图2 浓度为4.243 mmol/L溶液在不同剪切速率时剪切黏度随时间的变化Fig.2 Variation of shear viscosity with time at different shear rates for 4.243 mmol/L solution

当剪切速率取值在0.1～1 s-1较低范围内时，随着时间的增加，剪切黏度先经历短暂增大，之后开始逐渐减小，最后有一个微弱的增大并逐渐稳定。在较低剪切速率范围内，溶液中的棒状胶束因为受到剪切作用较小会存在“应激响应过程”，该作用强于胶束依流向排列作用。在该过程中胶束与胶束之间形成了不稳定的联结结构，胶束尺寸增大，黏度增大，但是该过程维持时间很短，当胶束适应了这种较小剪切作用之后，随着剪切继续进行，形成的不稳定联结结构会很容易解开，而且溶液内胶束结构也会受剪切破坏，再加上胶束的依流向排列共同作用，溶液黏度减小。除了这两种作用外，微弱增稠和基本稳定阶段也因为长时间低剪切速率使胶束与胶束之间发生连接，因此当最后溶液中胶束尺寸和排列基本稳定时，剪切黏度值也趋于稳定且黏度值远远大于高剪切作用时的剪切黏度值。

  

图3 浓度为5.658 mmol/L溶液在不同剪切速率时剪切黏度随时间的变化Fig.3 Variation of shear viscosity with time at different shear rates for 5.658 mmol/L solution

对于高浓度表面活性剂溶液，以图3、图4为例进行分析。当剪切速率取值在5～30 s-1较高范围内时，剪切黏度曲线变化简单，黏度值随着时间的增加逐渐减小直至基本稳定。这是因为高浓度的表面活性剂溶液中已经形成了较为稳定的网状胶束结构，在较高的剪切作用下，网状结构遭到破坏形成了小尺寸网状或棒状胶束，胶束尺寸变小，黏度逐渐减小，但与此同时也会有小尺寸网状或棒状胶束在高剪切作用下重新构成较大尺寸的胶束。这两者为主要作用，共同维持胶束结构最终基本稳定，使黏度达到稳定值。

  

图4 浓度为7.072 mmol/L溶液在不同剪切速率时剪切黏度随时间的变化Fig.4 Variation of shear viscosity with time at different shear rates for 7.072 mmol/L solution

当剪切速率取值在0.1～1 s-1较低范围内时，黏度首先有短时间的增大，之后逐渐减小至基本稳定。这与低浓度相类似，由于应激作用使胶束尺寸增大，黏度增大。之后随着剪切继续进行，不仅不稳定的联结结构被破坏，溶液内自身的网状结构也有破坏，但相比较高剪切速率时破坏作用小，因此溶液中留存的胶束尺寸较大，最终稳定黏度值比高剪切时明显增大。

2.2 浓度对Gemini表面活性剂/水杨酸钠溶液黏度特性的影响

从图5～图9可知相同剪切速率时，表面活性剂溶液浓度越高，黏度曲线越向上方移动。即相同剪切速率且经历的剪切作用时间相同时，浓度越高，黏度越大。这是由于表面活性剂浓度越高，溶液中形成的大尺寸胶束结构越多，黏度越大。

  

图5 0.1 s-1剪切速率时不同浓度表面活性剂溶液剪切黏度随时间的变化Fig.5 Variation of shear viscosity with time for different concentrations of surfactant solution at 0.1 s-1 shear rate

对图5和图6进行分析，0.1～1 s-1低剪切速率范围内，虽然浓度不同导致每一时刻黏度取值不同，然而黏度随时间的变化趋势相似。这是因为低剪切速率范围内，溶液内部胶束结构变化相似，具体分析见2.1节。

  

图6 1 s-1剪切速率时不同浓度表面活性剂溶液剪切黏度随时间的变化Fig.6 Variation of shear viscosity with time for different concentrations of surfactant solution at 1 s-1 shear rate

  

图7 5 s-1剪切速率时不同浓度表面活性剂溶液剪切黏度随时间的变化Fig.7 Variation of shear viscosity with time for different concentrations of surfactant solution at 5 s-1 shear rate

对图7～图9进行分析，当剪切速率较高(5～30 s-1)时，低浓度溶液与高浓度溶液在剪切开始阶段黏度都呈下降趋势，但是低浓度溶液主要是因为棒状胶束的依流向排列，而高浓度溶液主要是因为溶液内本身已形成的网状结构受到破坏，因此低浓度溶液在开始阶段结束后，会有胶束与胶束之间的联结出现使得黏度增大，且剪切速率越大增大趋势越明显，如图9。此时高浓度溶液依然是黏度减小阶段。在随后的基本稳定阶段，胶束结构的破坏和重组共同作用达到动态平衡，不同浓度的溶液中胶束尺寸和排列基本稳定，因此黏度值趋于稳定。

  

图8 10 s-1剪切速率时不同浓度表面活性剂溶液剪切黏度随时间的变化Fig.8 Variation of shear viscosity with time for different concentrations of surfactant solution at 10 s-1 shear rate

  

图9 30 s-1剪切速率时不同浓度表面活性剂溶液剪切黏度随时间的变化Fig.9 Variation of shear viscosity with time for different concentrations of surfactant solution at 30 s-1 shear rate

3 结 论

(1) 在5～30 s-1较高剪切速率范围内，Gemini表面活性剂溶液浓度较低时，随剪切作用时间的增加，溶液的黏度变化依次经历了迅速减小、逐渐增大、振荡下降和最终基本稳定4个阶段；而溶液浓度较高时，黏度曲线变化简单，黏度随剪切时间增加快速减小至基本稳定不变。

(3)不同浓度时溶液黏度变化的明显不同是因为在较低浓度时溶液中以棒状胶束为主，因此胶束依流向排列作用不可忽略，但是较高浓度溶液中以网状胶束为主，此时胶束依流向排列作用可忽略。将实验结果与文献[20-21]中对单链型表面活性剂CTAC流变特性的研究对比可知，Gemini表面活性剂因为其独特的双链结构所以流变性质不同。

(2) 在0.1～1 s-1的低剪切速率范围内，相同剪切速率下不同浓度表面活性剂溶液黏度变化趋势相似，先增大至最大值然后逐渐振荡减小至基本稳定。最突出的变化是开始阶段因短暂的“应激响应过程”使得黏度值达到峰值。此次各个恒剪切值下黏度的测定结果可以为后续连续变剪切测定提供数据参考，并和连续变剪切条件下所得的结果进行对比。

流变仪开机后首先进行初始化，此时必须注意测试头不能连接任何转子，初始化完成后在控制面板设定测试温度为25 ℃，然后进行发动机调整和惯量校准，以保证流变测试的准确性。校准合格后开始实验，每次添加样品应稍微过量，待转子降至测试位置后可用胶头滴管将溢出样品缓慢吸出。

参考文献：

对于低浓度表面活性剂溶液，以图1、图2为例进行分析。当剪切速率取值在5～30 s-1较高范围内时，随着时间的增加，剪切黏度先快速减小，当减至短暂稳定之后又开始逐渐增大到某一峰值，在峰值点之后剪切黏度开始呈震荡下降趋势，最后曲线基本维持在一个恒定的黏度值附近，且剪切速率越高该黏度值越小。在这个较高剪切速率范围内，开始时黏度减小是因为溶液中的棒状胶束从静止时的无规则布朗运动状态开始受到较大剪切力的作用，根据阻力最小原理，此时胶束的排列趋向于与流向一致，溶液趋向于牛顿流体，因此黏度逐渐减小至最低值[9]。之后黏度逐渐增大是因为棒状胶束在持续的剪切力作用下开始发生连接、缠结从而形成剪切致棒、剪切致网的胶束结构，胶束尺寸增大，因此使黏度值增大至峰值点。随着剪切作用时间继续增加，溶液内的胶束结构会遭到破坏，胶束尺寸减小，黏度降低，此时，胶束结构被破坏的同时也有剪切力作用下胶束结构的重组，正是这种不断的破坏、重组过程使得黏度值震荡减小并最终稳定在一个恒定值附近。

我坐在上面，椅子很舒适，风景也很好。我看着面前的树叶，心想，这几片叶子，也许曾给若干位艾滋病人带来过安抚和宁静。

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大队学校也开学了。大水淹死了三个老师，表姐补了上去。杆子说，还是有文化好啊，国家惦着你们哩。上面扒来扒去，大队就剩你小水是刚下学的初中生了。

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他去看过静秋几次，每一次，静秋都哭成泪人。在胡同深处的小旅馆里，楚墨抱着静秋，直到静秋在他的怀里睡去。有那么一次，他试着将静秋剥光，然而静秋牢牢地守住她的最后防线，楚墨始终不能得逞。从那时起楚墨开始预感他将失去静秋，但他没有料到的是，他会失去得如此之快。

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煤炭生产中的机械磨损失效问题普遍，尤其是近年来因为煤炭产量不断增加，这一问题日益凸显，这一问题与煤矿机械设计结构存在诸多问题有关。因此，应增加煤矿机械的研究来不断完善煤矿机械设备结构。

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