Triton X-100/甲苯/水三元体系界面张力的耗散颗粒动力学模拟

采用耗散颗粒动力学方法在介观层次上模拟了非离子表面活性剂Triton X-100 在油/水界面上的分布行为, 并把用于油/水二元体系界面张力的计算方法拓展到含表面活性剂的三元体系. 利用该方法可以得到与实验数值吻合的界面张力数据. 另外, 模拟结果直观展示了表面活性剂界面张力与界面密度的关系, 为表面活性剂复配增效理论提供了依据. 该模拟方法给出的微观信息可以为驱油体系配方筛选和表面活性剂有效应用提供指导.     

介观模拟研究环境因素对油/水界面处十六烷基三甲基溴化铵自组装行为的影响

采用耗散颗粒动力学(DPD)模拟方法在介观层次上模拟了表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在油/水界面的自组装行为,考察了表面活性剂浓度、油水比例以及剪切力等环境因素对表面活性剂界面张力、尾-尾间距离及油水界面厚度的影响。结果发现,油水比例增大可显著降低CTAB存在的油水界面张力,提高CTAB的界面活性;有剪切存在时,表面活性剂在界面的聚集行为明显改变,分子在界面处的排列变得混乱,有序性降低,导致尾-尾间距离减小、界面厚度增加,界面效率显著降低。模拟表明,介观模拟方法可以作为实验的一种补充,为实验提供必要的微观分子结构信息。     

烷基苯磺酸盐在油水界面行为的介观模拟

采用耗散颗粒动力学(DPD)方法在介观层次上模拟了表面活性剂烷基苯磺酸盐在油/水界面的排布行为, 考察了分子结构、浓度、盐度、油相等因素对表面活性剂界面密度和界面效率的影响, 并探讨了利用表面活性剂复配协同效应提高界面活性的理论机制. 分子模拟给出的分子水平的微观信息为强化采油技术中配方筛选和表面活性剂的有效应用提供指导.     

聚合物与表面活性剂相互作用的分子模拟研究进展

聚合物与表面活性剂复配体系已广泛应用于医药、生物、石油石化等领域。从微观上认识其相互作用机理对指导其生产实际有着重要作用,因而此方面的研究倍受关注。随着分子模拟技术的发展,聚合物与表面活性剂在分子水平上的相互作用机理研究已经被广泛开展,并获得了大量有用的信息。本文综述了耗散粒子动力学(DPD)和粗粒度分子动力学(CG-MD)在聚合物与表面活性剂相互作用方面的应用,分别对中性聚合物与离子型表面活性剂,以及带相反电荷的聚电解质和表面活性剂在溶液相和界面相的相互作用进行了阐述,并揭示了聚合物/表面活性剂聚集体结构形态的变化规律。     

扩张流变法研究表面活性剂在界面上的聚集行为

近年发展起来的界面流变测定技术在研究界面性质方面具有许多独特之处.本文结合我们的工作,总结了近年来有关该技术在表面活性剂界面聚集行为研究中的应用,讨论了扩张频率、表面活性剂浓度及疏水链长、无机盐和温度对表面扩张流变行为的影响,同时探讨了小分子表面活性剂与高分子表面活性剂表面扩张流变行为的区别以及小分子表面活性剂在气/液界面与液/液表面的扩张流变性的差异.大量研究表明,借助于界面流变性的测定不仅可以研究发生在界面上和界面附近的微观弛豫过程,而且可以探讨界面上超分子聚集体的形成,进而为乳状液和泡沫等分散体系的稳定性提供依据.     

表面活性剂与聚合物相互作用的动力学模拟

用扩散颗粒动力学模拟方法（Dissipative Particle Dynamics，DPD）模拟了 中性聚合物与离子型表面活性剂的相互作用。在分子水平上研究了介于微观和宏观 上的一些性质，直观地用三维图形描绘了聚合物在表面活性剂溶液中的聚集形成， 并通过聚合物的末端的变化表征了聚集过程。结果发现：随着表面活性剂浓度的增 加，聚合物呈现自由伸缩→形成松散的棒状结构→再出现胶束状珍珠链结构→最终 在六角状和层状相中分布的过程。DPD模拟方法能够直观地得到聚合物在表面活性 剂溶液中的聚集形态。     

计算机模拟技术在表面活性剂研究中的应用

根据表面活性剂溶液行为的模拟所需的时间和空间尺度,介绍了三种主要的计算机模拟方法:原子模拟、粗粒模拟和介观模拟.综述了这些模拟方法在表面活性剂单体、缔合体系及与聚合物相互作用等研究中的应用.指出了用计算机模拟方法研究表面活性剂体系的发展前景.     

水溶液中嵌段共聚物的耗散颗粒动力学模拟

用耗散颗粒动力学(dissipative particle dyanmics)模拟方法研究了Pluronic L64(PL64)和Pluronic 25R4(25R4)三嵌段共聚物水溶液中的介观相分离,模拟了聚合物聚集的动力学变化过程. 结果发现,在水溶液中,不同浓度的聚合物溶液表现出不同的介观结构,如分散相、球形胶束、双连续相(bicontinuous)等；而Pluronic L64在低浓度时更容易形成双连续相. 耗散颗粒动力学模拟可以作为实验的一个辅助,提供介观层次上的信息,对实验起到指导作用.     

生物表面活性剂鼠李糖脂及其复配体系界面行为和性质的介观模拟

采用介观模拟耗散颗粒动力学（DPD）方法研究不同结构的鼠李糖脂在油/水界面行为差异和结构对活性的影响,并探讨了其与不同类型表面活性剂如十二烷基硫酸钠（SDS）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO3）复配时体系的界面性质,给出不同结构的鼠李糖脂的行为特点及与常用合成表面活性剂在油/水界面的相互作用规律...     

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.     

Mesoscopic simulation of the aggregation behavior of fluorinated surfactant in aqueous solution

The aggregation behavior of fluorinated surfactant in aqueous solution was investigated using dissipative particle dynamics (DPD) simulation method. Simulation results show that fluorinated surfactants behave mainly as their hydrocarbon analogues, having similar sequences of phases and aggregate structures, which are capable of building micelle, hexagonal phase and lamellar phase. But fluorinated surfactants also show interesting differences from hydrocarbon analogues, which can easily form hexagonal and lamellar structures with comparative little curvature. They can also form ellipsoid or rod-like micelles even in very low concentrations instead of spheroid ones. The dynamic aggregation behavior of fluorinated surfactants, as well as the comparison with hydrogenated ones, was also investigated.     

阴离子Gemini表面活性剂在油/水界面行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法研究了磺酸盐型阴离子Gemini表面活性剂在油/水界面的吸附行为, 考察了不同长度的连接基(Spacer)对表面活性剂在界面的聚集形态及界面性质的影响. 密度分布和微观结构信息显示, Gemini表面活性剂能在油/水界面形成单层膜结构. Gemini表面活性剂能使油/水界面的厚度显著增大, 并使界面形成能降低. 当连接基为6个碳时, 此类磺酸盐型Gemini表面活性剂的界面厚度最大, 形成的界面最稳定. 连接基长度对Gemini表面活性剂单层膜周围的水分子和Na⁺的吸附结构影响不大, 但是能影响水分子的扩散行为.     

餐厨废油制备的生物基两性表面活性剂的油水界面性能

以餐厨废油制备了生物基两性表面活性剂,应用界面张力和动态光散射方法,研究了该生物基两性表面活性剂体系的油水界面性能及在溶液中的聚集行为。 在无外加碱条件下,由餐厨废油制备的表面活性剂表现出良好的界面性能,在50~70 ℃以及pH值为7~12的条件下,均可以将油水界面张力降至超低值(<10^-3 mN/m),在不同的油藏模拟地层水中均保持较好的界面活性;分别在50、-20和4 ℃下保存,其界面活性均未受到明显影响。 在水溶液中形成的聚集体的平均流体力学半径为10~30 nm,无机盐离子的加入可使聚集体的粒径上升。 基于其优良的界面性质和可再生来源,由餐厨废油制备的生物基两性表面活性剂在三次采油方面具有重要的应用价值。     

钙离子对表面活性剂单层膜聚集结构的影响

采用分子动力学模拟研究了气液界面上钙离子对阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠单层膜聚集结构的影响.结果表明,单层膜结构与表面覆盖度及Ca2＋离子存在与否均有关系.Ca2＋离子能够压缩表面活性剂极性头使聚集结构排列更加紧密,均力势体现了Ca2＋离子与极性头之间的结合能力强弱,二者之间的相互作用与稳定的溶剂分离极小值有关,而Ca2＋离子需要克服一个溶剂能障才能与之发生相互作用,并引起极性头周围水分子结构的重排.模拟表明,分子动力学方法可以在分子水平上研究无机盐离子对表面活性剂单层膜水化结构的影响,解释无机盐离子在界面膜中的动力学行为.     

酰胺基团对Gemini表面活性剂表面活性和聚集行为的影响

本文合成了含酰胺基团和不含酰胺基团的两类Gemini阳离子表面活性剂,测定了其表面活性参数,研究了酰胺基团对表面活性剂的表面活性和聚集行为的影响。结果表明,酰胺基团提高了Gemini阳离子表面活性剂的临界胶团浓度,降低了胶团聚集数,增强了胶团微极性,增大了表面活性剂的饱和吸附量。     

Gemini表面活性剂分子结构对其水溶液中聚集行为的影响

Gemini表面活性剂是通过联接基团将两个具有亲水亲油性质的两亲结构单元在其亲水头基上或靠近亲水头基处以共价键方式连接而成的一类表面活性剂。这类表面活性剂由于联接基团的引入具有比传统单链表面活性剂更高的表面活性,同时分子结构中更多的可调控因素使其在水溶液中表现出更为丰富的自聚集行为,而且分子不同部位结构的改变对分子内或分子间相互作用产生不同的影响,可实现通过分子结构的设计有效调控其自聚集能力和聚集体结构。本综述将从联接基团、烷基链、亲水头基、反离子和其它功能性基团这五个方面概述近些年Gemini表面活性剂水溶液中聚集行为方面的研究进展,总结人们对Gemini表面活性剂分子间相互作用规律的认识,期望对于进一步发展这类高效的表面活性剂体系提供有益的帮助。     

离子液体表面活性剂在水溶液中的自组装及其调控研究进展

离子液体表面活性剂在化学合成、材料制备和环境污染控制等方面的应用与它们在水溶液中的自组装及其微观结构密切相关。因此,研究离子液体表面活性剂在水溶液中的自组装行为具有重要的意义。本文重点综述了阳离子的结构、阴离子的类型、外加电解质、有机添加剂、环境因素(温度、溶液pH值和光)等对离子液体表面活性剂在水中的自组装行为以及对组装体结构影响的研究进展,总结了这些因素对离子液体表面活性剂在水中自组装的调控规律,展望了该领域的发展方向及面临的挑战。     

拥挤环境中表面活性剂胶束化过程的低场核磁共振研究

利用长弛豫低场核磁共振(LF-NMR)方法研究了由聚乙二醇(PEG)构建的拥挤溶液环境中表面活性剂的聚集行为。通过Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脉冲序列所得的回波数据及反演拟合数据对不同的表面活性剂-PEG体系进行分析,结果发现:不同分子量和不同浓度的PEG溶液可用低场核磁共振方法进行区分;高浓度的PEG溶液中均能监测到胶束形成过程,而较低浓度的PEG溶液不利于其胶束化过程监测;NaCl对含有离子型表面活性剂体系的影响较为明显,而对含有非离子型表面活性剂的体系几乎无影响。该研究丰富了低场核磁共振弛豫技术在表面活性剂胶束表征过程中的应用,同时对理解生物体系中分子的自组装及功能也具有重要意义。     

Fluorocarbon polymerizable surfactants: viscometric behavior, micellar polymerization and interactions with associating polymers

 The micellar aggregation of two fluorocarbon surfactants bearing a polymerizable acrylamido group and differing only in the degree of amido substitution (CONH or CONC₂H₅) has been investigated by viscometry. The two surfactants exhibit distinct solution properties with a micellar growth occurring at a much lower concentration for the N-monosubstituted sample which shows in addition a shear thickening and rheopectic behavior. The ability of the latter surfactant to form hydrogen bonding is responsible for this difference in behavior. Micellar copolymerization of acrylamide with these surfactants or with a hydrocarbon analogue gives copolymers with a polysoap-like behavior. The copolymers in aqueous solution show a pronounced intramolecular hydrophobic aggregation expressed by relatively low-viscosity values when compared with those of other hydrophobically modified water-soluble polymers reported in the literature. Surfactant–polymer mixed systems do not show a strong incompatibility between fluorocarbon and hydrocarbon moieties. Received: 24 March 1998 Accepted: 30 June 1998     

光敏功能性表面活性剂及其稳态光谱性质

本文设计、合成了一系列新型的三重态光敏功能性表面活性剂——对苯甲酰苄基三烷基溴化铵(简称PKT)。测定了它们的吸收光谱和发光光谱,比较了它们分子聚集形成胶束前后的光谱性质,结果表明,在均相溶液中光敏基团保持原有光敏剂分子的光谱性质。但在水溶液中,在形成胶束临界浓度前后,BP基团的光谱性质发生突变,峰值发生红移并强度减弱。在非水溶液中,由于功能性表面活性剂是逐步缔合过程,光谱性质发生逐步变化。