破乳剂亲水基结构对界面活性的影响

腰果酚是一种具有长链烷基和苯环的生物质。由于其独特的分子结构，腰果酚被视 为一种重要的起始剂，可用来合成含不同亲水基的表面活性剂[131]。选择两性离子型表 面活性剂 CNBS [132]，结合分子模拟技术，对研究腰果酚基聚碳酸醚酯与两性离子型表 面活性剂的界面活性进行对比研究。

按照 3.3.3 方法构建 CNGE-10PEP 和 CNBS 的分子模拟盒子（图 3.20），其中水层 仅填充水分子。鉴于 CNGE-10PEP 和 CNBS 的分子量差距较大，为实现对比分析，采 用相近的总分子量设计模拟盒子。因此，CNGE-10PEP 分子模拟盒子中，每个表面活性 剂层填充 3 个 CNGE-10PEP 分子；而在 CNBS 分子模拟盒子中，每个表面活性剂层填 充 30 个 CNBS 分子。 按照 3.3.3 方法进行分子模拟，并依据公式（3-1）计算得出：CNGE-10PEP 模拟体 系的界面张力是 53.85 mN/m，而 CNBS 模拟体系的界面张力是 50.21 mN/m。结果表明， CNBS 具有更优异的降低界面张力能力，其界面活性更高。 统计并计算了 CNBS 和 CNGE-10PEP 分子与水分子及油分子之间的径向分布函数， 见图 3.21。从图 3.21（a）可知，CNBS 和 CNGE-10PEP 与水分子的径向分布函数第一 峰均出现在 0.176 nm＜0.35 nm，这表明 CNBS 和 CNGE-10PEP 与水分子之间存在氢键。 统计计算显示，CNBS 与水分子的氢键数量为 356.89 个，氢键寿命为 6.45 ps； CNGE-10PEP 与水分子的氢键数量为 347.84 个，氢键寿命为 4.77 ps。这说明 CNBS 与 水分子的氢键相互作用更强，且其氢键相互作用更为稳定。此外，从图 3.21（a）还可 知，CNBS 与水分子的第一峰的峰值相对较高，进一步说明 CNBS 与水分子的相互作用 更强，从而有助于降低界面张力。

从图 3.21（b）可知，CNBS 与油分子的 g(r)值大于 CNGE-10PEP，这表明 CNBS 与油分子的相互作用大于 CNGE-10PEP，更有助于降低界面张力。

径向分布函数的差异不仅会影响界面张力，还会对界面厚度产生影响。计算各体系 的界面厚度，见图 3.22。从图 3.22 可知，CNGE-10PEP 模拟体系的界面厚度为 1.1591 nm， 小于 CNBS 模拟体系的界面厚度。这表明，与 CNGE-10PEP 相比，CNBS 能够形成更 加稳定的油水界面。 综上所述，由于氢键相互作用和总相互作用较弱，碳酸酯基降低界面张力的能力弱 于两性离子型亲水基，其形成的油水界面厚度也较小。