羧甲基纤维素-十二烷基醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯共聚物表面活性剂在水溶液中的胶束形态

采用动态激光光散射及环境扫描电镜研究了羧甲基纤维素型高分子表面活性剂在水溶液中的胶束形态 .结果表明 ,共聚物在水溶液中的形态完全不同于羧甲基纤维素分子 ,亲水疏水链段的引入 ,使共聚物分子聚集形成了以疏水链段为核心的棍状胶束结构 .高分子表面活性剂水溶液体系的归一化一级相关函数不符合单指数衰减 ,表明胶束形态的多分散性 .在 0 .0 0 5%～ 1 %浓度范围内 ,胶束粒子大小均分布在两个区域 ,随共聚物浓度增大 ,低粒径区保持在 3 0～ 1 0 0nm范围 ,为单分子区 ;而高粒径区随浓度增大移向更高值 ,表明多分子胶束不断长大 .     

CMC系列高分子表面活性剂的胶束形态

高分子表面活性剂分子量高 ,分子中兼具亲水和疏水链段 ,在选择性溶剂水中同小分子表面活性剂一样 ,可形成疏水链段为核心、亲水链段为外壳的胶束结构 ,但高分子量又使其表现出许多不同于低分子表面活性剂的形态特征 ,如胶束的多种形态、尺寸分布多分散性等等 ,而这些形态特征对高分子表面活性剂的界面活性、增粘、乳化等性能有决定性的影响．结构规整的嵌段或接枝共聚物在选择性溶剂中的分子聚集形态已有研究 ［１,２］,亲水亲油性的高分子表面活性剂在水溶液中由于结构复杂、水溶液中氢键作用及静电作用力等因素造成的困难 ,因而研究较少…     

丙烯酰胺-苯乙烯双亲嵌段共聚物水溶液的表面活性及增溶性

在微乳液介质中制备了系列的丙烯酰胺 (AM)与苯乙烯 (St)的双亲嵌段共聚物 (PAM b PSt) ,用紫外分光光度法测定了共聚物的组成 ,用乌氏粘度计测定了共聚物的特性粘数 [η],并用其相对表征共聚物的分子量大小 .重点研究了双亲嵌段共聚物 (PAM b PSt)疏水链段在水溶液中的缔合行为、共聚物的表面活性及其对有机物的增溶性能 ,考察了共聚物分子组成 (疏水链段含量 )与分子量对其表面活性与增溶性能的影响规律 .研究结果表明 ,由于疏水链段的憎水性 ,PAM b PSt的分子链在水溶液表面会形成表面吸附 ,从而降低水溶液的表面张力 ;而在水溶液中 ,在疏水相互作用下 ,PAM b PSt分子链中的苯乙烯疏水链段会形成分子间或分子内的胶束 ,烃类有机物可增溶其中 ;疏水链段含量越大 ,分子量越小 ,PAM b PSt的表面活性与增溶性能越强     

表面活性剂与高分子链混合体系的模拟

计算机模拟了高分子链对表面活性剂胶束形成过程的影响，以及高分子链构象性质随胶束化过程的变化.结果表明,当高分子链与表面活性剂之间的相互作用强度超过临界值后，高分子链的存在有利于表面活性剂胶束的形成.临界聚集浓度（CAC）与临界胶束浓度（CMC）的比值CAC/CMC随高分子链长的增大和相互吸引作用的增强而减小.在CAC之前，高分子链与表面活性剂分子只有动态的聚集；但在CAC之后，表面活性剂胶束随表面活性剂浓度X的增加而增大，并静态地吸附在高分子链上，形成表面活性剂/高分子聚集体.随着表面活性剂分子的加入，高分子链的均方末端距和平均非球形因子先保持恒定；从X略小于CAC开始， 和快速减小，至极小值后又逐渐增大.模拟结果支持高分子链包裹在胶束表面的实验模型.     

羧甲基淀粉与烷基二甲基苄基氯化铵的相互作用研究

通过电导法、荧光法、粒度法等方法研究了羧甲基淀粉与3种不同碳数烷基二甲基苄基氯化铵之间的相互作用。结果表明,羧甲基淀粉与长链烷基二甲基苄基氯化铵在小于单纯表面活性剂临界胶束浓度（cmc）1～2个数量级的浓度下发生复合,并产生沉淀。当表面活性剂烷基链增加且浓度增大时,表面活性剂长碳链间的疏水作用及与羧甲基淀粉间的疏水作用...     

高分子表面活性剂在固/液界面上的吸附形态

采用紫外光谱、XPS研究了羧甲基纤维素型高分子表面活性剂在硅胶 /水界面上的吸附形态 ,结果表明随着高分子表面活性剂溶液浓度增大 ,分子在硅胶表面的吸附由单层逐渐变为多层 ,生成半胶束结构 .     

新一族疏水缔合聚丙烯酰胺NaAMC14S/AM与Gemini表面活性剂之间的相互作用

在水溶液中进行了表面活性单体丙烯酰胺基十四烷基磺酸钠(NaAMC14S)与丙烯酰胺(AM)的均相共聚合, 制备了具有微嵌段结构的疏水缔合聚丙烯酰胺NaAMC14S/AM, 合成了阳离子型Gemini表面活性剂二溴化-N,N′-二(二甲基十二烷基)己二铵(C12C6C12Br2), 采用表观粘度法和荧光探针法研究了共聚物NaAMC14S/AM与Gemini表面活性剂C12C6C12Br2的相互作用. 研究结果表明, 疏水缔合聚丙烯酰胺NaAMC14S/AM与Gemini表面活性剂C12C6C12Br2之间存在着很强的相互作用, 既存在静电相互作用, 又存在强烈的疏水相互作用, 表现在以下几方面: C12C6C12Br2的加入, 使共聚物NaAMC14S/AM在浓度小于其临界缔合浓度(cac)时即发生分子间的缔合; C12C6C12Br2在低于其临界胶束浓度时, 就与共聚物NaAMC14S/AM形成混合胶束; 当共聚物的浓度为0.30%(w)时, 随着C12C6C12Br2加入量的增多, 共聚物水溶液的粘度会发生大幅度的增加, 在最大值处粘度竟提高了3个数量级. 研究还发现, 共聚物NaAMC14S/AM与C12C6C12Br2之间的相互作用还与共聚物分子链中的疏水微嵌段含量有关, 疏水微嵌段含量越多, NaAMC14S/AM与C12C6C12Br2之间的相互作用越强, 溶液粘度增加的程度越大.     

丙烯酰胺-苯乙烯双亲嵌段共聚物的微结构及水溶液行为

通过改变丙烯酰胺(AM)与苯乙烯(St)的投料比、苯乙烯与表面活性剂的加入量之比及引发剂加入量,在微乳液中制备了分子链微结构系列变化的丙烯酰胺-苯乙烯双亲嵌段共聚物(PAM-b-PSt),用荧光探针法与表面活性测定法详细地研究了共聚物中PSt嵌段长度、含量及分子量等微结构因素对共聚物在水溶液中的疏水缔合性与表面活性的影响.结果表明,当共聚物水溶液的浓度高于临界缔合浓度时,PAM-b-PSt的疏水缔合作用以分子间的缔合为主.若共聚物中PSt嵌段含量及分子链长一定时,随着PSt疏水嵌段长度增长,PAM-b-PSt的疏水缔合性增强,而对共聚物的表面活性影响很小.若共聚物中PSt疏水嵌段长度及分子链长一定时,PAM-b-PSt的疏水缔合性随着PSt嵌段含量的变化而变化,当PSt嵌段含量一定时,使大分子链之间产生最强的疏水缔合作用;而其表面活性则随着PSt嵌段含量的增大而增强.若共聚物中PSt疏水嵌段长度及含量一定时,分子量对其表面活性有较大的影响,分子量越高,表面活性越差;同时,在较稀的溶液浓度范围内,分子量对PAM-b-PSt的疏水缔合性的影响则很小.     

高分子表面活性剂的分子设计

简要讨论高分子表面活性剂的俣成和表征方法，分析了在水溶液中两亲性聚合分子形态与表面活性的关系，单分子／多分子胶束多的形成是导致聚合物表面活性变差的主要因素，提出了高分子表面活性剂的分子设计原则，设计了多种在高分子量下将能够优质优良表面活性的高分子表面活性剂分子结构模型。     

CMC系列高分子表面活性剂与原油超低界面张力形成机理的研究

采用动态激光光散射及环境扫描电镜研究了羧甲基纤维素系列高分子表面活性剂与大庆原油形成超低界面张力的机理.结果表明,CMC系列高分子表面活性剂具有与低分子量表面活性剂相比拟的表/界面活性,其水溶液的表面张力可达2835mN/m,界面张力达到10^-110mN/m.碱的加入可显著降低高分子表面活性剂与原油的界面张力,在适当条件下界面张力达到超低值(10^-3mN/m),可望作为三次采油的驱油剂.等效烷烃模型研究表明,用碱与原油酸性组分的作用来解释碱能使界面张力下降至超低值的传统观点是不完善的,加入碱能使高分子表面活性剂胶束解缔,胶束数量增多,胶束粒径减小,单分子自由链增加,有利于高分子表面活性剂向界面迁移和排布,这是高分子表面活性剂和碱复配体系与原油界面张力下降至超低值的主要原因.     

水溶性高分子聚集行为荧光非辐射能量转移研究进展

评述了近几年荧光非辐射能量转移有疏水改性聚电解质的疏水聚集、高分子水溶液相变伴随的分子链塌陷、水溶性高分子与表面活性剂的相互作用等研究中的新进展,阐明了非辐射能量转移技术在水溶性高分子研究中的重要作用。     

表面活性剂类多肽A6KA6K的自组装及机理研究

为了研究表面活性剂类多肽疏水链段长度及亲疏水氨基酸比例对其自组装结构的影响,本文设计了一种表面活性剂类多肽A6K的二倍体A6KA6K。圆二色谱分析表明的二级结构主要为无规卷曲结构并伴有少量的α-螺旋;透射电子显微镜和动态光散射分析表明,其在水溶液中能自组装形成纳米囊泡状结构。芘荧光分子探针研究表明自组装体存在疏水微区域将芘分子包裹在其中,证明了这种多肽在溶液中可形成胶束类的自组装体,并计算了其临界胶束浓度。相比已报道的表面活性剂类肽A6K,本文设计的肽序列A6KA6K由于在较长疏水链段区域中存在亲水性氨基酸K,对疏水相互作用有影响,使得含有14个氨基酸的肽自组装形成纳米囊泡状结构。     

羧甲基纤维素系列高分子表面活性剂的嵌段结构对其形态和性能的影响

采用超声波辐照聚合的羧甲基纤维素 (CMC)系列高分子表面活性剂是由CMC嵌段和含有等长双亲性支链的嵌段构成的共聚物 ,研究结果表明 ,CMC链段保证了共聚物的增粘性能 ,双亲性嵌段提供了共聚物优良的表面活性 ;CMC增粘嵌段与表面活性嵌段作为共聚物的两个嵌段 ,各发挥其作用 ,得到既有增粘性能又有高表面活性的双亲性共聚物 .     

表面张力法研究温敏性接枝共聚物的微胶束化行为

用表面张力法研究了以水溶性可生物降解的葡聚糖为主链 ,具有温敏相变特性的聚 (N 异丙基丙烯酰胺 )为接枝链的葡聚糖 接枝 聚 (N 异丙基丙烯酰胺 ) (Dextran g PNIPAM)共聚物在水溶液中的胶束化行为 .研究结果表明Dextran g PNIPAM体系的微胶束化行为与共聚物结构和溶液体系的温度密切相关 ,接枝共聚物中PNIPAM含量越大 ,水溶液体系的温度越高 ,形成胶束的临界胶束浓度 (CMC)越小 .特别值得指出的是 ,无论水溶液的温度是否高于PNIPAM接枝链段的相变温度 (LCST) ,即PNIPAM链段由亲水性转变为疏水性的温度 ,Dextran g PNIPAM均呈现一个临界胶束浓度大 ,对该现象给予了解释 .     

CMC型高分子表面活性剂在固/液界面上的吸附

在润湿、乳化、洗涤、分散等应用领域中,表面活性剂分子在界面上的吸附状态对性能有重要影响.另一方面,在化学驱油过程中,表面活性剂分子在氧化物矿物上的吸附是引起表面活性剂损失的主要原因,表面活性剂的损耗量大,将降低采收率及经济效益[1].高分子表面活性剂作为一种多功能的新型表面活性剂在许多领域有广阔的应用前景,但对其性能研究尚处于起步阶段,特别是结构复杂的高分子双亲性共聚物,在吸附、乳化等方面研究尚少报导.羧甲基纤维素系列高分子表面活性剂是采用独特的超声波辐照技术合成的嵌段型共聚物,具有优良的表/界面活性[2],可望用…     

多嵌段共聚物(P4VP-b-PS-b-P4VP)_n的胶束化行为研究

研究了一系列具有不同链段长度和组成的聚4-乙烯基吡啶-聚苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶多嵌段共聚物(P4VP-b-PS-b-P4VP)n在其选择性溶剂甲苯和pH<3的水中的胶束化过程,主要研究了多嵌段共聚物链段长度、溶液浓度和溶剂对其胶束形态的影响.透射电镜和原子力显微镜结果表明随着P4VP段链的相对增长,多嵌段共聚物在甲苯中的胶束形态由蠕虫链状向短棒状到球状胶束变化,而其在pH<3的水溶液中均形成球形胶束.由于特殊的链结构,聚合物的浓度对(P4VP-b-PS-b-P4VP)n多嵌段共聚物的胶束行为和胶束形态有着重要的影响.同时,(P4VP-b-PS-b-P4VP)n多嵌段共聚物分子量分布的多分散性对其在选择性溶剂中的胶束形态也有所影响.     

N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酸胆甾醇酯共聚物研究

合成和表征了N 异丙基丙烯酰胺 (NIPAM)与丙烯酸胆甾醇酯 (CHA)的共聚物 .利用表面张力和荧光探针法研究了共聚物水溶液的表面活性性能 ,确定了其临界胶束浓度 (CMC) .利用浊度法和荧光探针法测定了共聚物的最低临界溶液温度 (LCST) .研究发现 ,在聚N 异丙基丙烯酰胺 (PNIPAM)分子链中引入疏水结构单元CHA会使其LCST下降 ;且随着共聚物中CHA含量的增加 ,LCST下降幅度增加 .在PNIPAM链段中引入少量的CHA就会使其表现出明显的两亲性 ,共聚物在水中能形成有壳核结构的稳定胶束 .通过将疏水化合物胆甾醇作为模拟药物包埋在胶束的疏水核中的研究 ,证实所得的胶束能包埋疏水药物 ,且随着包埋胆甾醇含量的增加 ,胶束平均粒径增大 .     

丙烯酰胺-苯乙烯双亲嵌段共聚物水溶液的粘度性能

通过改变丙烯酰胺 (AM)与苯乙烯 (St)两单体的投料比 ,在微乳液介质中制备了分子组成系列变化的丙烯酰胺 苯乙烯双亲嵌段共聚物 (PAM b PSt) ,使用旋转粘度计测定了共聚物水溶液的表观粘度 ,详细考察了共聚物浓度、共聚物链结构、剪切速率、盐度及温度等因素对共聚物水溶液表观粘度的影响规律 .研究结果表明 ,由于PAM b PSt分子链中的PSt疏水嵌段链段之间具有强的疏水缔合作用 ,导致其具有独特的流变性能 .当共聚物水溶液的浓度高于某一临界值后 ,疏水缔合作用以分子间的缔合为主 ,大分子链之间会形成动态物理交联网络 ,增大了流体力学体积 ,使PAM b PSt水溶液可产生良好的增稠性能 ;疏水缔合作用是一吸热过程 ,升高温度有利于分子间的缔合 ,因此PAM b PSt水溶液具有良好的耐温性 ;聚合物水溶液中盐类物质的存在 ,会增强溶剂的极性 ,有利于分子间的缔合 ,使PAM b PSt水溶液具有良好的耐盐性 .     

两亲嵌段共聚物溶液内胶束形成的温度效应

合成了一系列具有两亲嵌段结构的聚（乙二醇）（PEO）一聚（丙二醇）（PPO）共聚物．利用荧光探针及示差量热法测定了共聚物水溶液的临界胶束形成温度（CMT）值．发现二嵌段共聚物（PEO－PPO）和三嵌段共聚物（PEO－PPO－PEO）有着类似的变化规律，即随共聚物分子中疏水链（PPO）长度的增大，其CMT值降低．但三嵌段共聚（PPO－PEO－PPO）则因疏水链段处于共聚物分子的两端，因而在溶液中有可能形成立体网状交联结构．此外，利用探针分子在不同极性溶剂中荧光峰值波长发生位移的现象可以对形成胶束内核的组织程度、极性大小进行估测．     

单分子链胶束的胶束化行为与相关新概念的提出

采用水溶液均聚合方法,制备了阳离子型表面活性单体（2-丙烯酰胺基）乙基十四烷基二甲基溴化铵（AMC14AB）的均聚物,使用荧光探针法、表面张力测定及电导测定法,重点考察了均聚物P（AMC14AB）在水溶液中的胶束化行为与表面吸附现象．在水溶液中,均聚物P（AMC14AB）呈现单分子链胶束的聚集形态,具有零临界胶束浓度（CMC=0）,从开始加入P（AMC14AB）起,水溶液中随即产生单分子链胶束,不存在Krafft温度．P（AMC14AB）在溶液表面也发生表面吸附,使水的表面张力下降,即P（AMC14AB）也具有表面活性;随着浓度增大,表面吸附量增大,水的表面张力持续下降;当表面吸附达到饱和时,表面张力一浓度曲线上出现突变点,该点应该定义为饱和的表面吸附浓度（SSAC）,而不应该再称为临界胶束浓度．P（AMC14AB）单分子链胶束溶液对疏水有机物（甲苯）的增溶情况,明显不同于普通小分子表面活性剂十六烷基二甲基溴化铵（CTAB）的多分子胶束溶液,甲苯增溶量-P（AMC14AB）浓度的关系曲线上无突变点,而且对甲苯的增溶能力高于CTAB的多分子胶束溶液．