双磺基琥珀酸酯磺酸钠（简称GSS）通过柔性连接基将两个传统的琥珀酸酯盐连接而成，连接基使GSS分子中两个离子头基间的静电斥力大大削弱，同时加强了碳氢链间的疏水结合力，使GSS具有比单链琥珀酸酯磺酸盐更低的临界表面张力。

在实际应用中，很多表面活性剂所需发挥作用的时间极短，例如硬表面清洁、农药铺展、印刷、摄影用薄胶片制备、三次采油等都涉及动态过程，因此研究动态表面张力（DST）非常重要。王新英等研究短氟碳链季铵盐表面活性剂时发现，相比以酰胺基为连接基的表面活性剂，以酯基为连接基的表面活性剂有更低的cmc；韩世岩等研究发现，松香基季铵盐双子表面活性剂的柔性连接基活性强于刚性连接基；王丽艳等研究烷基咪唑表面活性剂时发现，柔性和刚性连接基对cmc影响不大，因此，有必要深入探究连接基对表面性能的影响。喻红梅等总结出连接基较短易形成胶束；罗丽娟等得出cmc随连接基的碳原子数增加先减小后增大；而董乐则发现碳原子数越多，cmc越小。

为此，有关连接基的研究较多集中在对静态性能方面的分析，而对动态性能的研究较少。本实验对自主研发的乙二醇双子琥珀酸二仲辛酯磺酸钠（GSS271）、1,3-丙二醇双子琥珀酸二仲辛酯磺酸钠（GSS371）与1,4-丁二醇双子琥珀酸二仲辛酯磺酸钠（GSS471）阴离子双子表面活性剂的DST进行研究，并考察连接基对动态表面性能的影响，探讨其吸附动力学机理。

1、实验

1.1试剂和仪器

乙二醇双子琥珀酸二仲辛酯磺酸钠（GSS271）、1,3-丙二醇双子琥珀酸二仲辛酯磺酸钠（GSS371）、1,4-丁二醇双子琥珀酸二仲辛酯磺酸钠（GSS471）（结构式如下，实验室自制。提纯后测定，表面张力曲线无最低点，说明不含高活性杂质），实验用水均为二次去离子水经亚沸重蒸。

Delta-8全自动高通量草莓视频性福宝（测量精度为0.05 mN/m，芬兰Kibron公司），EZ-Pi Plus便携式动态草莓视频性福宝（芬兰Kibron公司）。

1.2测试

系列浓度表面活性剂水溶液的配制：首先配制10-2mol/L的GSS水溶液作为母液，然后移取适量母液逐级稀释，得到系列浓度（1×10-5～1×10-2mol/L）溶液（20℃振荡水浴锅中恒温30 min）。

静态表面张力：采用草莓视频性福宝由低浓度至高浓度测定系列溶液表面张力γ（测试均在带有恒温夹套的玻璃杯中进行，外接数控超级恒温槽，温度为20℃），作γ-lg c曲线。

动态表面张力：采用动态草莓视频性福宝由低浓度至高浓度测定系列溶液动态表面张力（测试均在带有恒温夹套的玻璃杯中进行，外接数控超级恒温槽，温度为20℃）。

2、结果与讨论

2.1 GSS水溶液的表面张力

GSS271、GSS371、GSS471水溶液的静态与动态表面张力曲线分别见图1～3。由图1拟合的表面性能参数见表1。

表1系列GSS表面活性剂的表面性能

由表1可知，3种表面活性剂中GSS471的cmc较小，GSS271的cmc与之接近，GSS371的cmc最大。对于GSS371，由于连接基使两条疏水链间的距离增大，导致疏水相互作用减弱，因而cmc较大；GSS371在表面定向排列疏松，在气液界面置换的水分子较少，因此γcmc较大。连接基较短的GSS271，两条疏水链距离较小，增强了疏水相互作用，cmc小；在表面排列较紧密致使γcmc较小。对于有较长连接基的GSS471，由于连接基的柔性作用使连接链扭曲变形而导致两条疏水链更靠近，化学键又使极性头基被强制在较小的距离内，两种因素均使GSS471疏水能力增强[15]，分子更易聚集在一起，因而cmc小；同时在表面排列更紧密，因而γcmc最小。

当溶液浓度c为1 mmol/L（c＜cmc）时，由图2可知，表面活性剂GSS271、GSS371和GSS471均表现为典型的DST变化曲线，即开始时DST接近溶剂的表面张力，后随时间延长先快速下降，下降至一定数值后降速缓慢，最后DST基本保持不变。因为吸附刚开始时GSS在新鲜的气液界面吸附量很少，所以界面张力接近溶剂的表面张力，随着时间的推移，GSS分子逐渐吸附在界面，气液界面张力降低；随着吸附的进行，界面逐步趋于饱和，吸附推动力减小，GSS分子在界面吸附速率下降，因而DST下降缓慢最后趋于介平衡。GSS分子在界面达到饱和后还需进一步吸附与定向排列，因而DST曲线中的介平衡张力较对应浓度下的静态表面张力大。当溶液浓度为5 mmol/L时，由图3仅观察到DST快速下降区和介平衡区。因为浓度较高（c＞cmc），开始时便有较多的表面活性剂分子被吸附到表面，所以DST低于溶剂表面张力。