1.Gemini型表面活性剂的主要性质

(1)临界胶束浓度

Gemini型表面活性剂成胶束能力强，临界胶束浓度低。Gemini型表面活性剂具有较低的临界胶束浓度(CMC)，仅相当于传统表面活性剂的0.01～0.10。低的CMC值意味着溶液中能引起刺激皮肤的未胶束化的单个表面活性剂分子的个数很少；小的CMC值使Gemini型表面活性剂的增溶性好于传统表面活性剂。

(2)界面性质

Gemini型表面活性剂吸附在界面的能力超过形成胶束的能力，降低表面张力的效率高。与传统表面活性剂相比，Gemini型表面活性剂更易吸附在两相界面上，其吸附能力相当于传统表面活性剂的10～1000倍。因此，在表面活性剂应用的各个领域，Gemini型表面活性剂在降低溶液的表面张力、发泡或乳化等方面的效率和能力都比传统表面活性剂要强得多。

(3)独特的流变特性

常规表面活性剂溶液的黏度和水差不多，但短链连接的Gemini型表面活性剂，其胶束的稀溶液具有特殊的流变性：浓度很低时其黏度和水相似，当浓度达到一定值时黏度迅速增大，在某一浓度时黏度达到最大值(黏度可增大6个数量级)。这是由于Gemini型表面活性剂易形成棒状或线状等大尺寸的分子聚集体，在剪切力诱导下产生线状胶束缠结，因而在较低浓度时就能达到很高的黏稠度。若再进一步增加 Gemini型表面活性剂的浓度，导致其聚集体形态的改变，胶束间缠结减少，溶液黏度反而减小。

(4)协同作用

合适的表面活性剂混合体系能产生协同效应，不仅能表现出比单一表面活性剂体系高得多的表面活性，而且大大降低了成本。一种表面活性剂与其他表面活性剂的协同作用在很大程度上取决于两种表面活性剂的亲水基团间相互作用的强度。由于离子型Gemini型表面活性剂带有两倍的电荷，因此可以和其他类型表面活性剂之间产生更强的相互作用。因此，Gemini型表面活性剂与其他表面活性剂之间更有可能存在协同作用，与其他表面活性剂具有良好的配伍性。

(5)聚集度

Gemini型表面活性剂亲水基极性的增加、连接链长的减小可提高聚集度。对干阳离子Gemini型表面活性剂，亲水基极性的增加可提高聚集趋势。对于m-s-m型Gemini型表面活性剂，在相同温度、浓度条件下，连接链s越小，胶束聚集度越大。

(6)胶束形态

表面活性剂分子聚集态的微观结构主要取决于分子构型和外部条件。分子构型包括侧烷基疏水链长度、连接链的长度和韧性等；外部条件包括浓度、温度和溶剂极性等。刚性连接基团的Gemini型表面活性剂分子内烷烃链间的聚集作用难以实现，因而形成亚胶束，在水溶液中，主要以线性形式存在；柔性连接基团的Gemini型表面活性剂则在水溶液中，同一分子的两个烷烃链将弯向同一侧，构成传统意义上的胶束。对于m-s-m型Gemini型表面活性剂，随亚甲基连接链增长，其聚集态会发生系列变化，从圆筒状胶束变为球状胶束，再转变为“囊泡”结构。Gemini型表面活性剂可产生超稳定的囊泡，形成的囊泡具有很好的耐温稳定性。含有两个亲水基和三个亲油基的Gemini型表面活性剂产生的囊泡特别稳定，溶质保持在其内可达数月之久。

(7) Krafft点和水溶性

Gemini型表面活性剂分子中有两个亲水基团，并且连接基团中的醚氧原子也有亲水性，因此Gemini型表面活性剂具有良好的水溶性，甚至在硬水中水溶性也很好；另外Gemini型表面活性剂分子内特殊结构使之不易在晶格中堆积，是一种很好的水溶性促进剂，助溶效果好。

Gemini型表面活性剂具有较低的Krafft点，该类表面活性剂能够在低温冷水中使用，其浊点比相应单体的浊点要高。

(8)其他性质

除此以外，Gemini型表面活性剂具有极好的溶解性、润湿性、发泡性、抗菌性、分散性和生物安全性等特性。

2.Gemini型表面活性剂的合成方法与制备技术

Gemini型表面活性剂的合成方法主要有下述4种方法。

①用连接基团将两个表面活性剂分子在亲水基处键合起来。如用α,α'-二溴对二甲苯合成对二甲苯-α，ω-双(二甲基十八烷季铵盐)，合成路线如下所示。

②用连接基团先将两个尾链联结起来，再接上(或形成)头基。如采用二元醇二环氧甘油醚与长链脂肪醇反应，再与酸反应。

以1,2-环氧十二烷为原料合成磺酸盐型Gemini型表面活性剂，合成路线如下所示。

③用连接基团先将亲水基联结起来，再接上烷基链。如采用乙二胺、棕榈酰氯和一氯乙酸为原料进行合成N，N-双棕榈酰基乙二胺二乙酸钠。该产品原料来源广泛，合成方法较易实现工业化生产，其合成路线如下所示。

④先合成一端的疏水链与亲水基，引入连接基团后再加入另一端的亲水基与疏水链。此法多用于不对称Gemini型的合成。如：