弱相互作用调控表面活性剂自组装(Ⅰ)——弱相互作用的分类

表面活性剂是依靠分子间的弱相互作用实现自组装的,包括疏水相互作用、氢键作用力、主客体相互作用、静电相互作用、π-π堆积相互作用、金属配位相互作用和电荷转移相互作用等。通过调节分子间的相互作用可以实现对两亲分子自组装的调控,本文介绍了弱相互作用对两亲分子自组装形成有序分子聚集体结构和功能的影响。     

弱相互作用调控表面活性剂自组装(Ⅱ)——表面活性剂的结构与设计

介绍了表面活性剂的结构、性质以及分类,综述了阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂的分子间弱相互作用。另外,简述了低聚型表面活性剂和其他新型表面活性剂的结构及应用。     

表面活性剂自组装的分子动力学模拟进展

该文关注于分子动力学模拟技术在表面活性剂自组装方面的研究进展,通过对近年来的文献归纳总结,揭示了表面活性剂聚集体常见结构的自组装过程,总结了宏观形貌预测、微观结构刻画、胶束结构转变研究进展,描述了胶束力学和流变等性能;在此基础上明确了分子动力学模拟技术在研究表面活性剂聚集体中存在的问题,如特殊形貌聚集体的形成和转变机理有待深入研究、聚集体形貌转变中弱相互作用的阐释不足、胶体性能研究有待进一步发展;指出了今后发展的方向,包括发展精准分子力场、组装体形貌转变机理、多尺度模拟技术、模拟和实验结合等。     

混合表面活性剂水溶液自组装特性研究

在以表面活性剂为模板的仿生合成中,模板的自组装特性是关键环节。由于混合胶团的存在,两种表面活性剂的水溶液体系的效能高于单一表面活性剂溶液;利用试验优选合适的混合表面活性剂用于仿生合成,耗费时间长,成本高。本文从热力角度出发,分析了混合成胶自由能的影响,建立了离子 非离子混合表面活性剂的自组装模型,利用该模型模拟考察了混合表面活性剂的混合临界胶团浓度和胶团组成等参数,得到了其影响因素及作用规律,并进行了部分试验验证,二者吻合得较好。     

表面活性剂自组装的计算机模拟及在新材料中的应用进展

从热力学和动力学角度对近年表面活性剂自组装特性的计算机模拟研究进行了综述,计算机模拟是研究表面活性剂自组装特性、超分子聚集体结构和特性的有效方法;叙述了表面活性剂在新材料中的应用情况,表面活性剂分子在溶液中和界面上可以自组装形成有序的超分子聚集体,从而在材料制备中发挥重要的作用;提出了存在的一些问题并对发展前景进行了展望。     

阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的相互作用(Ⅲ)——高浓度区溶液性质

综述了阴/阳离子表面活性剂混合溶液在浓度比较高时出现的双水相和囊泡现象,并对这种双水相形成条件和囊泡的稳定性进行了比较详细的讨论。阴/阳离子表面活性剂混合溶液中的双水相现象只能在两个非常狭窄的区域形成,可能由不同浓度的胶束溶液、胶束溶液与液晶相或囊泡等组成。在一定的条件下,比较稳定的囊泡可以自发或经过超声处理形成。     

离子型表面活性剂水溶液自组装胶团模型研究

以表面活性剂为模板的仿生合成中,模板的自组装特性是关键环节;利用试验优选合适的表面活性剂用于仿生合成,耗费时间长,成本高。因此,我们从热力学角度出发,考虑了尾基转换自由能、尾基变形自由能、胶团中心-水界面自由能、头基空间相互作用、头基离子间相互作用的影响,建立了单一离子型表面活性剂自组装模型,用于仿生合成过程中优选表面活性剂。利用该模型可直接预测离子型表面活性剂自组装的临界胶团浓度、胶团聚集数和胶团尺寸分布,并用试验数据进行了验证,二者吻合较好。     

Bola型表面活性剂自组装囊泡的研究进展

介绍了Bola型表面活性剂的结构特点,并详细概括了Bola型表面活性剂自组装形成单分子囊泡的原理、囊泡与胶束的相互转变及区别。综述了Bola型表面活性剂自组装囊泡的合成研究进展,并对其在纳米材料、催化作用、药物缓释、模拟生物离子通道等方面的应用作了介绍。最后对Bola型表面活性剂的研究前景进行了展望。     

具有附加值的表面活性剂的现状及研究进展(续完)

4 通过物理触发来影响表面活性剂的自组装 高性能表面活性剂能够对多种化学触发因素产生反应.这些方法的缺点是刺激响应过程相对缓慢,而且整个体系的组成可能会改变.纯物理触发的优点是——完全可逆性的机率更高,因为体系的组成保持不变因而它们可以更快地应用.     

表面活性剂-聚合物自组装酸化转向用聚合物AHD的合成

为改善油藏储层非均质性,提高酸化施工作业效果。以丙烯酰胺（AM）、磺酸盐单体（HSY）、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵（DMAAC-18）为功能性单体,合成并研究了一种表面活性剂-聚合物自组装酸化转向用聚合物AHD,利用FTIR和GPC对产物结构进行了表征。通过AHD与十八烷基三甲基氯化铵（STAC）自组装形成酸化转向体系。90 ℃下,AHD加量为1.0 %、STAC加量为0.2 %（以HCl溶液总质量为基准）,无需交联剂转向酸黏度从3 mPa·s增加到288 mPa·s,鲜酸黏度低于非交联聚合物转向酸,容易注入地层。油的加量为1.0 %时,可使残酸破胶后黏度低于10 mPa·s,保留了黏弹性表面活性剂型转向酸在遇油自动破胶,利于返排的优点。通过TEM与DLS研究机理发现Ca2+会促进表面活性剂-聚合物自组装体系形成更加庞大的聚集体,进而使转向酸得以转向。     

环境响应型共聚物自组装的研究进展

环境响应型聚合物是近年来受到广泛关注的功能材料,这种类型的共聚物可以对外部环境刺激而产生相应的结构,物理和化学变化.根据外部环境刺激反应的机理和类型的不同,分为单刺激响应与多重刺激响应.本文重点讨论关于环境响应型共聚物的设计,合成,自组装和应用的研究现状,总结说明了当受到pH,温度,光照,CO2,氧化还原剂等外部环境刺...     

两性表面活性剂(三)两性表面活性剂与其他表面活性剂的相互作用

介绍了两性表面活性剂与其他各种表面活性剂的分子间相用,指出两性表面活性剂与阴离子表面活性剂的复配体系在增加表面层中排列紧密和降低ｃｍｃ方面尤其具有实用意义。引入分子间相互作用参数β＾ｓ和β＾ｍ的概念,指出两性表面活性剂与阴离子表面活性剂混合体系的β值在－１－－５之间,属于中等强度相互作用范围,提出了复配效应概念,并与协合效应对比,表明无论是由两性表面活性剂产生的协合效应还是复合效应都具有很大的实用     

CTAC/NaSal表面活性剂棒状胶束自组装行为的介观布朗动力学模拟

表面活性剂分子在溶液中能够自组装形成多种形式的胶束结构,使溶液呈现出不同的流动特性。表面活性剂分子的自组装行为是其众多实际应用的重要基础,因此也一直是研究热点。表面活性剂分子的自组装行为受溶液条件(质量浓度、温度、流动强度等)影响显著,但目前实验条件下很难直观地、定量地对不同溶液条件下表面活性剂分子自组装行为进行系统监测和研究。本文选取CTAC/Na Sal棒状胶束溶液系统为研究对象,通过介观布朗动力学模拟计算,系统研究了不同质量浓度、温度、剪切强度下CTAC棒状胶束的自组装行为。研究表明,溶液的质量浓度、温度以及对溶液施加的剪切强度对CTAC棒状胶束的自组装能力都具有促进和抑制的两面性影响,即适当的质量浓度、温度及剪切强度有利于CTAC棒状胶束之间的自组装;相反,过高或过低的质量浓度、温度及剪切强度都不利于CTAC棒状胶束之间的自组装。     

表面活性剂-聚合物自组装酸化转向用聚合物的合成

以丙烯酰胺(AM)、磺酸盐单体(HSY)、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(DMAAC-18)为功能性单体,合成了一种表面活性剂-聚合物自组装酸化转向用聚合物(AHD),利用FTIR和GPC对AHD结构进行了表征。在质量分数为20%的盐酸中,通过AHD与十八烷基三甲基氯化铵(STAC)自组装形成非交联型聚合物转向酸溶液。在90℃下,当AHD添加量为1.0%、STAC添加量为0.2%(均以质量分数为20%的盐酸质量为基准,下同)时,非交联型聚合物转向酸溶液的黏度从3 mPa·s(鲜酸,即与碳酸钙反应前的转向酸溶液)增加到288m Pa·s[残酸(即与碳酸钙完全反应后的转向酸溶液)],鲜酸黏度低容易注入地层。当油添加量为1.0%(以残酸质量为基准)时,可使残酸破胶后黏度<10 mPa·s,保留了黏弹性表面活性剂型转向酸在遇油类物质时,可以自动破胶利于返排的优点。通过TEM与DLS研究其转向机理发现,Ca²⁺会促进表面活性剂-聚合物自组装体系形成更庞大的聚集体,进而使转向酸得以转向。     

离子型表面活性剂对PS-b-PAA嵌段共聚物在DMF/H_2O中自组装形貌的影响

以丙三醇为基体,合成了三(2-(N,N-二甲基十六烷基氯化铵)乙酸)丙三醇酯(S1)和(2-十六烷基羧酸酯)丙二羧酸钠(S2)两种结构相近但极性相反的表面活性剂,研究它们对聚苯乙烯-b-丙烯酸(PS-b-PAA)在DMF/H2O混合体系中自组装行为的影响。结果表明,2种表面活性剂均使PS-b-PAA的球形胶束发生了改变,但二者作用的结果不同。随表面活性剂溶液浓度的增大,S1/PS-b-PAA体系的胶束形貌发生由短棒向长棒再到囊泡的转变,形成的棒状胶束长度越来越长(由251 nm→418 nm→1 280 nm);S2/PS-b-PAA体系,胶束形貌发生由球形→较大球形和部分S2的小球形共存→片层和较大球形共存的转变,胶束尺寸逐渐增大(由134 nm→188 nm→1 597 nm)。电离后,电荷数量及其烷基链与嵌段共聚物相互作用的差异是导致2种表面活性剂对胶束形貌产生不同影响的原因。     

基于可聚合型表面活性剂自组装构建柱状液晶相结构的研究

研究了可聚合基团的引入对表面活性剂自组装形成六方柱状液晶相结构的影响。首先设计合成了一系列以季铵盐作为亲水头基,尾端连有丙烯酰氧基的可聚合型表面活性剂分子,分析了该系列表面活性剂与水复配后自组装形成的液晶相结构,利用偏光显微镜、X射线散射等技术探究分子结构与液晶相态之间的关系,并进一步研究了这些自组装结构在紫外光照引发聚合后的保真度。结果表明:所合成的可聚合型表面活性剂与水复配,可获得六方柱状相、层状相等相结构,其中,可聚合型双子表面活性剂PC11-6-11((11-甲基丙烯酰氧基)十一烷基-1,6-溴化乙二胺)所形成的六方柱状相结构在紫外光固化后相结构能得到完好保存。     

SDS表面活性剂在纳米尺度多层石墨烯的吸附自组装分子模拟

采用分子动力学模拟分别研究了纯水和电解质溶液中SDS表面活性剂在纳米尺度石墨烯表面的自组装结构,考察了不同石墨烯层数对自组装吸附形态和SDS/石墨烯复合物悬浮密度的影响。模拟结果揭示了上述两种溶剂介质中,SDS的表面自组装结构形态与石墨烯的结构层数有关,增加石墨烯的层数能够加大吸附表面活性剂向溶液中的伸展程度,使表面活性剂自组装结构膨胀。此外电解质存在能够导致SDS表面活性剂在石墨烯表面吸附形态由多层结构向半圆胶束转化。模拟计算进一步发现SDS/石墨烯超分子复合物的悬浮密度随石墨烯层数的增加呈近似线性增加。     

糖基双子表面活性剂的研究进展

综述了烷基糖苷型、烷基糖(酰)胺型、脂肪酸糖酯型和特种糖基非离子型双子表面活性剂的结构特点、制备方法、性能、应用及其在溶液中的聚集行为、相转变等自组装特性,最后给出了糖基双子表面活性剂在国内的发展建议。     

阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的相互作用(Ⅰ)--表面活性

通过临界胶束浓度(cmc)、最低表面张力(γcmc)、表面吸附(Γ)、表面膜强度和表面润湿等,介绍了阴/阳离子表面活性剂混合溶液的表面活性。阴/阳离子表面活性剂混合溶液,消除了同电荷之间的斥力,形成了正、负电荷间的引力,十分有利于两种表面活性剂离子间的缔合,同时还增加了疏水性。因此,在适宜条件下,可以使胶团更容易形成,表面(或界面)上吸附量增加,使得复配溶液具有很低的表面和界面张力,提高表面活性。不仅等摩尔比的混合溶液的cmc和γcmc显著下降,非等摩尔混合也使cmc减小、γcmc降低。等摩尔混合溶液表面吸附层分子摩尔比近于1∶1,其他不同比例时,表(界)面层摩尔比在大多数情形中仍接近1∶1。吸咐层呈等比组成时达到最大电性吸引,表(界)面吸附量趋于饱和。与此同时,由于吸附层中分子间静电吸引力的较强相互作用,还使得表面膜机械强度增加,并表现出良好的润湿性能。     

含偶氮苯光响应性表面活性剂的研究进展

含偶氮苯官能团的光响应性表面活性剂通过其偶氮苯结构的顺-反构象转化,可以达到控制和改变表面活性剂在溶液中的表面张力、黏度及聚集方式。以含偶氮苯官能团的光响应性表面活性剂为基础,介绍了含偶氮苯官能团的小分子与大分子光响应性表面活性剂的合成、对其它聚集体的影响及自组装的研究进展,并对其今后的研究开发方向及发展趋势进行了展望。