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全自动高通量表面张力仪（测量精度为0.05 mN/m，芬兰Kibron公司），EZ-Pi Plus便携式动态表面张力仪（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：采用表面张力仪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：采用动态表面张力仪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。