复杂“星形”表面活性聚合物自组装行为的耗散粒子动力学模拟

表面活性聚合物因其改变溶液表面张力的功能,广泛应用于医疗以及化工领域.在溶液中表面活性聚合物自组装形成胶束形态决定溶液的流变性,影响自组装结构形成的因素是其研究的热点.采用耗散粒子动力学模拟方法,考察了多臂“星形”表面活性聚合物的自组装结构,通过改变表面活性聚合物链的亲疏水性,亲水基团和疏水基团的种类以及表面活性聚合物结构探索了各因素对“星形”表面活性聚合物自组装行为的影响.结果表明:“星形”表面活性聚合物能够自组装形成球形、层状、柱状/管状及囊泡胶束,溶剂条件、疏水链长度及亲疏水基团种类对胶束形态作用显著,囊泡变形规律受次级拓扑结构作用明显.     

新型环境敏感嵌段聚合物在水溶液中的多重胶束化行为

采用三（2-二甲基氨乙基）胺／氯化亚铜作催化剂,通过原子转移自由基聚合方法,合成了聚（N-异丙基丙烯酰胺）-6-聚（2-羟乙基甲基丙烯酸酯）二嵌段聚合物．该聚合物和过量的丁二酸酐反应,得到了同时具有温度和pH敏感的嵌段聚合物聚（N-异丙基丙烯酰胺）-b-聚（2-琥珀酰氧乙基甲基丙烯酸酯）（PNIPAM-b-PSEMA）．该聚合物在水溶液中具有环境敏感多重胶束化行为．在pH9时,当温度高于嵌段聚合物中PNIPAM的最低临界溶解温度,自组装形成以PNIPAM为核,PSEMA为壳的胶束;在20℃和pH〈7时,PSEMA嵌段的溶解性逐渐下降,逐渐形成以PSEMA为核,PNIPAM为壳的胶束．在pH3,20℃和pH9,40℃时,PNIPAM-b-PSEMA的临界胶束化浓度分别为0．032g／L和0．025g／L．     

阳离子表面活性剂胶束的增溶过程及其微乳液相图研究

运用ＮＭＲ方法，研究了阳离子表面活性剂ＣＴＡＢ形成的胶束对间二甲苯和苯甲醇的增溶过程，并比较了两者的增溶位置和增溶过程的异同．同时在十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）／水／辛烷体系中，研究了不同分子量的醇对其微乳液形成的影响．当醇的分子量改变时，通过测定ＣＴＡＢ／水／油／醇体系的四组分相图，得到微乳液的类型和区域面积等变化规律．     

Monte Carlo模拟研究聚合诱导高分子自组装

使用Monte Carlo单格点模型模拟研究活性聚合的动力学过程,在聚合反应的同时,观察高分子在溶液中的自组装相行为.通过统计模拟聚合反应过程中的单体转化率、聚合物分子量、分子量分布等信息,证明聚合反应是可控的活性聚合.在聚合反应中,通过调控聚合反应概率、链段与溶剂之间的相容性等参数,观察到诱导组装形成的球状和柱状胶束.模拟研究验证了实验中观察到的聚合诱导自组装现象,揭示了聚合诱导自组装的动力学过程.研究结果证明,文中所建立的单格点Monte Carlo模拟方法,可以应用于研究聚合诱导高分子自组装相行为.     

Monte Carlo模拟研究聚合诱导高分子自组装

使用Monte Carlo单格点模型模拟研究活性聚合的动力学过程,在聚合反应的同时,观察高分子在溶液中的自组装相行为.通过统计模拟聚合反应过程中的单体转化率、聚合物分子量、分子量分布等信息,证明聚合反应是可控的活性聚合.在聚合反应中,通过调控聚合反应概率、链段与溶剂之间的相容性等参数,观察到诱导组装形成的球状和柱状胶束.模拟研究验证了实验中观察到的聚合诱导自组装现象,揭示了聚合诱导自组装的动力学过程.研究结果证明,文中所建立的单格点Monte Carlo模拟方法,可以应用于研究聚合诱导高分子自组装相行为.     

含笼型倍半硅氧烷(POSS)的双重敏感性聚合物的合成及其自组装研究

通过两次原子转移自由基聚合(ATRP)制备了含有笼型倍半硅氧烷(POSS)的温度和pH双重敏感的两亲性聚合物POSS-PMEO2MA-b-PDMAEMA,并采用GPC和1H-NMR对引发剂和聚合物的化学结构进行了表征。利用动态光散射(DLS)、荧光光谱仪、透光率测试等手段研究了聚合物在水溶液中的自组装。结果表明,在较低温度下聚合物在水中自组装形成球形胶束,温度高于临界溶解温度(LCST)后,胶束脱水发生聚集,形成更大尺寸的聚集体;调整溶液的p H值为9时,聚合物的浊点温度下降;聚合物胶束的尺寸随着pH值的升高而减小。通过改变温度和pH值都能调控聚合物在水中的自组装形态。     

温度和光双重敏感性聚合物的合成及其在水溶液中的自组装

以PEO-Br为大分子引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成了具有温度/光双重敏感性的亲水性聚合物PEO-P(NBMA-co-DMAEMA),并对聚合物在水中的自组装形态进行了研究。升高温度到临界胶束温度(CMT1)以上时,聚合物可以在水中自组装形成以P(NBMA-co-DMAEMA)为核,PEO链段为壳的胶束并负载模型药物尼罗红;在CMT1以上时,用紫外光照射胶束溶液,聚合物PEO-P(NBMA-co-DMAEMA)中的光敏感性NBMA基团逐渐发生裂解反应生成亲水的MAA,聚合物转化成亲水性更强的PEO-P(MAA-co-DMAEMA),导致体系的CMT2高于CMT1,胶束发生解离并释放出尼罗红。     

乙醇-水溶液中十六烷基三甲基溴化铵的自组装特性

为了研究乙醇-水混合溶液中表面活性剂的自组装特性对多孔无机材料模板法合成的作用,采用稳态荧光法测定了乙醇-水混合溶剂的组成变化对十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)临界胶束浓度的影响．结果表明,随着乙醇含量的增加,临界胶束浓度值增大;CTAB在水中的临界胶束浓度值为0．000 9 mol／L,而在乙醇中为0．24 mol／L．进而利用耗散颗粒动力学模拟研究了CTAB在水及乙醇-水混合溶剂中聚集形态的转变过程,并利用分子动力学方法计算了CTAB尾基与溶剂分子间的相互作用能,结果表明,CTAB的疏水尾基与乙醇分子之间的相互作用强,因而CTAB在乙醇中不易形成胶束,这与测定的实验数据的规律性一致．     

醇对热采添加剂在石英砂表面吸附的影响

表面活性剂在多孔介质中的吸附损失是降低其驱油效率的重要因素，降低表面活性剂在多孔介质中的吸附量可提高其驱油效率．热采添加剂是一种非离子型的高分子表面活性剂，它的胶束溶液常应用于稠油油藏的蒸气吞吐或蒸气驱中．本文对胶束溶液中热采添加剂在石英砂表面的吸附及醇对吸附的影响进行了研究，结果表明：６０℃时，热采添加剂在石英砂表面的吸附达到平衡需要２０ｈ，吸附等温线不服从Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温线，平衡吸附量为１．８ｍｇ／ｇ砂．醇可使吸附量降到０．８ｍｇ／ｇ砂以下，且醇分子量低，分子中羟基数多，加入量大，吸附量低．     

聚苯乙烯-聚丙烯酸嵌段共聚物胶束在临界温度下的有规聚集

用扫描电子显微镜对聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA)嵌段共聚物在水中自组装形貌进行了观察。结果表明：外界环境和制样方法能够影响聚合物的自组装和聚集情况。0℃时,PS38-b-PAA210胶束聚集形成纺锤状结构。而在临界条件下,缓慢改变体系冷冻-解冻循环次数,则会得到这些纺锤结构的花状聚集体。认为自组装有序结构及其有序聚集体的形成借助了介质水的多晶结构的形成及其过程中产生的取向力。     

两亲性壳聚糖对5-FU的增溶和缓释作用

合成一种新型两亲性壳聚糖衍生物-脱氧胆酸羟丙基壳聚糖(DCA-HPCHS)。通过荧光光谱研究不同脱氧胆酸取代度的壳聚糖衍生物在溶液中形成聚集体的情况;利用DCA-HPCHS聚集体对5-氟尿嘧啶(5-FU)进行增溶,研究其对5-FU的缓释性质。结果表明:DCA-HPCHS可以在溶液中发生疏水缔合形成内核疏水的聚集体;DCA-HPCHS对5-FU具有良好的增溶和缓释效果。     

醇在胶束溶液中分配系数的研究

本文从醇对活性剂临界度束浓度的影响研究了醇浓度与醇分配系数的关系,利用荧光探测试研究了醇的增溶所引起的胶束内部环境的变化,并对醇分配系数不同测定方法所得的结果进行了比较分析。实验证明,胶束中醇的增溶对醇的分配系数有很大的影响,其最大值和最小值可相差4倍以上。     

胶团强化超滤去除水溶液中Cd2+,Cu2+和Ni2+的研究

采用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠研究胶团强化超滤法对水溶液中3种重金属离子Cd2+,Cu2+和Ni2+的去除,考察不同阴离子的钠盐对胶团强化超滤性能的影响,通过动态光散射法测定溶液中表面活性剂胶团的直径。研究结果表明:胶团直径随着SDS浓度的增加逐渐减小,NaCl浓度增加屏蔽了表面活性剂头基之间的静电排斥力,导致胶团聚集数和直径增大;当表面活性剂和金属离子浓度比为10时,在单一和混合体系中,同一条件下的Cd2+,Cu2+和Ni2+截留率都基本相同,均高于98%,证明胶团强化超滤去除金属离子的机理是金属离子通过静电引力吸附于SDS胶团上,金属离子的截留率只与其价态有关,而与金属离子种类无关;高浓度NaCl的加入会使Cd2+截留率显著降低。     

甜菜碱类变黏分流酸的流变性及变黏机制

根据黏弹性表面活性剂(VES)理论,研制一种性能优良的甜菜碱类变黏分流酸,分析其胶束结构特点和变黏性能,考察剪切速率对油酸酰胺丙基甜菜碱质量分数、pH值和不同温度下变黏分流酸流变性的影响,探讨pH值对胶束结构的影响,得出变黏分流酸的变黏机制.结果表明:油酸酰胺丙基甜菜碱在10 %HCl中为球型胶束,在5% HCl中为球型棒型过渡类型和棒状胶束,在2% HCl中为蠕虫状胶束;变黏分流酸随着酸液质量分数降低表观黏度逐渐增加,当油酸酰胺丙基甜菜碱质量分数大于临界胶束浓度(w_cmc)时,变黏分流酸增黏后具有剪切稀释的黏弹流体特点;变黏分流酸在酸化过程中压力有先上升后下降的趋势,发生液流转向进入中低渗层,对储层无伤害.     

Synthesis and properties of novel gemini surfactant with short spacer

Cationic gemini surfactant dimethylene-1,2-bis(dodecyldiethylammonium bromide), referred to as C12C2C12(Et) was synthesized, and its surface property and aggregation behavior in aqueous solution were studied. The value of γ at the critical micelle concentration (γcmc) is much smaller than that of the surfactant homologues with longer spacer. Spherical and elongated micelles were formed in the aqueous solution of this gemini surfactant,and the spherical micelles were absolutely dominant compared to the elongated micelles at our studied concentration quantitatively.     

CTAB形成胶束的热力学性质的微量量热法研究

用滴定量热计研究了离子表面活性剂CTAB在水溶液中形成胶束的过程，测出了胶束形成过程的热功率－时间曲线，得到了临界胶束浓度及有关的热力学参数。     

籍疏水花菁染料的荧光突变测定非离子表面活性剂临界胶束浓度

研究了近红外疏水花菁染料I在几种表面活性剂溶液中的荧光行为. 花菁I在水中及含有低浓度(小于临界胶束浓度,CMC)的曲通X-100溶液中表现出很弱的荧光,但当表面活性剂浓度达到CMC时,荧光显著红移并迅速增强到最大.这种荧光突变为曲通X-100的胶束形成提供了直观的指示,可据此建立一种测定其CMC的简单荧光方法.该法还适用于Brij-35的CMC测定,所测的CMC值与文献报道的结果十分吻合.     

新型阴离子表面活性剂的合成及其反胶束体系对cyt-C的提取

合成了未见报道的阴离子表面活性剂二（2－乙基已基）羟基丁二酸酯磺酸钠（AHOT），并对其结构进行了表征。考察了AHOT／异辛烷反胶束体系提取细胞色素C（cyt-C）的性质，并与目前公认的优良的表面活性剂AOT进行了比较。结果表明，AHOT与AOT具有相似的表面活性，AHOT反胶束体系的综合性能优于AOT反胶束体系。     

用光散射法测表面活性剂胶束的表观摩尔质量

介绍了光散射法测量胶束表观摩尔质量的方法，以Ｒａｙｌｅｉｇｈ散射公式为理论基础，设计并调度了实验装置，用ＣＣＤ摄像机系统对激光通过试液所产生的散射光进行采样，并由计算机进行运算处理，由此测定了表面活性剂溶液中胶束的表观摩尔质量。结果表明，随体系中添加物质的不同，因胶束界面吸附及增溶作用，表观摩尔质量随之发生变化。     

SDS和PCN与胶束中NRa的相互作用

检测体系的紫外可见光谱、荧光光谱、表面张力、电导率等,研究了十二烷基硫酸钠(SDS)和盐酸普鲁卡因(PCN)与酸性形态中性红(NRa)的相互作用.中性红能降低SDS的临界胶束浓度.在SDS稀溶液中,表面活性剂分子能减弱NRa紫外吸收光谱及荧光发射光谱的强度.随着SDS溶液浓度的增大,NRa的光谱强度增大.NRa吸附于球状胶束表面,定位于棒状胶束膜相较深处.在SDS胶束体系中,随着PCN的加入,NRa的紫外可见光谱、荧光光谱强度减弱.