本文设计、合成了一系列以天然植物来源的甘油聚合改性的新型非离子有机硅表面活性剂(HL-1,2,3,4),并利用红外、核磁共振、元素分析及凝胶渗透层析色谱对产物合成工艺、结构特点、主要特征等进行了详尽表征分析,确定最优方案的HL-3作为研究对象。同时利用静态、动态表面张力仪、动态光散射、负染色透射电镜、小角X散射、流变学、偏光显微镜等手段和方法,研究了其在气/液界面的吸附和表面性能及水溶液中的聚集行为和相行为。结构表明:HL-3表面活性剂具有典型的“梳型”结构,即直链的硅氧烷骨架上链接亲水性的聚甘油链,聚甘油链长度为3个甘油分子的聚合体。整个表面活性剂分子的分子量约为4201 g﹒mol-1,与类似结构和分子量的聚醚改性有机硅表面活性剂相比较,HL-3水溶液具有更低的临界胶束浓度和更低的表面张力(21.5 mN﹒m-1)。在较低浓度的水溶液中(<10.0 wt%),HL-3自聚集成为球状胶束并呈现较窄的粒径分布(50~90 nm)。构建的中性pH下10.0 wt%浓度HL-3水溶液得到有趣的胶束线性堆积现象,小角X散射结果解释了由于氢键、位阻效应及硅链化学键的方向性使得体系形成了核-壳结构,在内核中半径4.3~6.0 nm的胶束松散地聚集形成更大的聚集体,使得在透射电镜下呈现50~90 nm的组合体。这一体系为溶液向层状相结构过渡的中间阶段。随着体系浓度大于10.0 wt%,逐渐向层状液晶和六角相液晶转变,在质量浓度大于30.0 wt%时,粘度增大,同时在偏光下还呈现不同程度的双折射,在溶液中出现了液晶相结构。且液晶相在质量浓度为30.0~50.0 wt%时为层状相,50.0 wt%以上时转为六角相。流变学研究说明,HL-3水溶液为非牛顿流体,其弹性行为占优势,在质量浓度大于30.0 wt%时表现出弹性液晶行为。构建了HL-3/离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([EMIM][NTf2])二元体系和HL-3/[EMIM][NTf2]/二甲基硅油三元体系,采用与水溶液体系类似的分析手段和方法,研究了HL-3在离子液体体系的表面性能和相行为,实验结果表明:HL-3能够在体系内形成聚集体并极大地降低离子液体[EMIM][NTf2]的表面张力至23.4mN﹒m-1,因为HL-3有机硅表面活性剂分子通过极性力和氢键力与[EMIM][NTf2]阴阳离子相互作用,作用力偏弱,使得最小分子截面积Amin,临界聚集浓度(CAC)和饱和吸附量Γmax与水溶液体系相比均有增大。通过引入二甲基硅油,绘制了三元体系的相图并利用甲基橙作为探针深入研究了形成的微乳液相区各组分的性质和参数,该相区以二甲基硅油为连续相,离子液体为分散相,HL-3作为乳化剂保证了微乳液的形成和稳定性。随着离子液体[EMIM][NTf2]浓度的增加,微乳液中离子液体微区粒径逐渐增大,粒径可控地分布在26~167 nm之间,甲基橙探针最大吸收波长红移并逐渐达到定值。说明离子液体[EMIM][NTf2]微区形成并逐渐长大的过程。利用离子液体[EMIM][NTf2]对金属盐的溶解性和亲合性,以及有机硅体系的稳定性,尝试利用该微乳液区制备含金的二氧化钛纳米粒子,成功制备了具有光催化活性的Au/TiO2纳米粒子。对HL-3表面活性剂基本性能的研究结果表明:HL-3具有较好的铺展性能,润湿性能随着浓度的升高变短变好并且优于常规碳氢表面活性剂(AEO-7),对硅油的乳化性能极佳但对石蜡油的乳化能力较差;发泡性能和消泡性能并不是HL-3明显的优势。通过在传统乳霜添加聚甘油改性有机硅表面活性剂设计制备了一款液晶型滋润抗老多效乳霜,采用Photomax Pro皮肤色斑影像分析、Visioline VL650皱纹分析系统、Visia-CR整个面部的影像分析,并结合消费者体验和志愿者临床功效评估,对产品使用性和功效性进行了评价。实验结果显示,在添加聚甘油改性有机硅表面活性剂后的乳霜中形成了液晶双层结构,使得乳霜对皮肤相容性、功效成分的渗透性和利用率等有明显的提升,显著提高乳霜这一常用女性护肤产品剂型的美白、淡斑和抗皱能力。