高分子与表面活性剂在水相中的相互作用

按照组分荷电属性的不同,高分子/表面活性剂体系可大致划分为三种:中性高分子/离子表面活性剂体系、带电高分子/离子表面活性剂体系、高分子/非离子表面活性剂体系。本文对这三种体系在水相中的高分子/表面活性剂相互作用研究进行综述。在大多数情况下,水相中高分子与表面活性剂共存时都能发生相互作用并形成复合物,其驱动力主要包括疏水作用、静电作用和氢键作用。根据高分子与表面活性剂的荷电情况及结构性质(如疏水链长度)的不同,上述驱动力可以单独或组合作用。此外,温度、pH值、电解质等外界因素对复合物形成过程及结构也具有不同程度的影响。     

确定分子量的聚丙烯酸-β-羟乙酯的合成及其水溶液中水氢键缺损的拉曼光谱学研究

水溶性高分子经化学交联可得水凝胶 ,水凝胶也可由水溶性高分子经物理交联如部分结晶微区 ,疏水相互作用及缠绕交联得到 .线型水溶性高分子在水中以高浓度溶解时 ,高分子链之间相互搭迭缠绕也能形成物理“交联” .Ｋｉｔａｎｏ[1～ 4 ] 等研究了聚环氧乙烷、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚乙烯基吡咯烷酮等亲水性高分子水溶液中水分子间的氢键缺损情况 ,在重量浓度相同的情况下 ,随着分子量的增大 ,水分子间的氢键缺损加剧 .他们认为分子量大 ,高分子之间的缠绕就比较严重 ,在水溶液中就会形成许多小的微区 ,水分子在这些小微区中形成分子间氢键…     

双重热响应离子凝胶的构筑及相行为研究

传统热响应凝胶体系受限于响应机制单一以及响应温度可调性差等问题,难以满足复杂场景中对智能凝胶材料的需求.本文中提出了一种构筑双重热响应离子凝胶的简易策略,通过将改性的半晶型聚乙二醇(PEG)在离子液体(IL)中交联聚合,成功制备出兼具上临界互溶温度(UCST)以及下临界互溶温度(LCST)相行为的双重热响应离子凝胶.其中离子凝胶的UCST相行为基于PEG结晶熔融;而LCST相行为则是由温度影响PEG与IL之间的氢键变化所产生.此外,通过改变高分子含量、聚合物链长和离子液体中阳离子侧链长度,可以实现离子凝胶2种机制下热响应温度的大范围连续调控.同时离子凝胶的热响应相转变伴随着多种物化性质的变化,如光学透过率、机械强度(3.6～0.1 MPa)以及离子电导率.离子凝胶的上述特性使其在智能显示、可穿戴设备以及柔性传感器等领域发挥重要应用.     

蛋白质-蛋白质相互作用界面统计分析

以作者开发的从蛋白质结合部位推导出其界面所具有的疏水性质和氢键性质的计算程序PP_SITE为基础,利用蛋白质结构数据库(PDB),对蛋白质-蛋白质相互作用界面进行了统计分析.从PDB中挑出非冗余的链间相互作用对,计算出这个数据集中所有链间界面的疏水和氢键相互作用特征.对得到的界面特征进行统计分析,寻找能够明显聚类的界面特征.结果表明，界面大小、氢键和疏水相互作用在界面所占比例以及疏水相互作用的集中程度可以作为分类的依据.     

二甲基二烯丙基氯化铵/丙烯酸共聚凝胶的辐射合成与性质研究

采用γ辐射溶液聚合法合成了几种二甲基二烯丙基氯化铵 丙烯酸 (DADMAC AA)共聚凝胶 .实验结果表明单位体积溶液中二组分单体总摩尔数和丙烯酸 (AA)相对含量的增加使共聚凝胶力学强度明显增高 .在两种单体等摩尔比的情况下共聚体的凝胶含量随剂量增加而增加 ,且明显高于聚N ,N′ 二甲基二烯丙基氯化铵 (PolyDADMAC)凝胶 .体系中少量κ 卡拉胶 (KC)的加入可增强共聚凝胶韧性但对凝胶含量和强度影响甚微 .共聚凝胶溶胀性能测定结果表明DADMAC与AA摩尔比为 1∶2时凝胶溶胀比与体系pH值的关系呈现聚两性电解质性质 ,等电点pH值接近 4 5 .这种聚两性电解质性质在对铼Re(Ⅶ )离子浓集中也有所表现     

医用高分子水凝胶的设计与合成

作为一类重要的医用功能材料,高分子水凝胶可望在药物控释、软骨支架构建、活性细胞封装等方面获得广泛应用。综述了基于化学交联和物理交联的有关水凝胶的设计与合成方法,重点介绍了通过自由基共聚反应、结构互补基团间化学反应形成的化学交联水凝胶以及通过荷电相反离子问相互作用、两亲性嵌段或接枝共聚物疏水缔合、结晶与氢键相互作用形成的物理交联水凝胶。     

P(AA-DAC)两性聚电解质水凝胶的合成及性质

以丙烯酸(AA)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体, 采用水溶液聚合法制备了P(AA-DAC)聚电解质水凝胶. 采用红外光谱和核磁共振等方法对其结构进行了表征. 研究了不同组成比的聚电解质水凝胶在去离子水、不同pH值溶液以及不同离子强度盐溶液中的溶胀行为. 研究结果表明, 摩尔比为1∶1的聚电解质水凝胶表现出典型的两性聚电解质凝胶的溶胀行为. 离子强度对其溶胀行为有着显著影响, 在溶液离子强度较高时, 凝胶网络的溶胀主要受溶剂向凝胶内部扩散所控制, 满足Fick型扩散规律n≤0.5, 随着溶液离子强度的增加, 凝胶网络平衡含水量增加, 扩散系数增大.     

聚类肽高分子材料及其结构与性能的研究

聚类肽又称为氮取代聚甘氨酸(N-聚甘氨酸),是一类具有优良生物相容性以及生物活性的可降解高分子材料.由于酰胺键的活泼氢被取代,聚类肽主链结构中消除了聚肽固有的多重氢键相互作用,其主链柔性较好,聚合物性质主要由侧链基团的种类及其物理化学性质决定.基于这种链结构特征,可以通过设计不同的侧基结构,有效地调节聚类肽高分子的热力学性能、降解性能和自组装行为等物理化学性质.合成聚类肽的方法主要有2种——开环聚合和固相合成.本文主要介绍了聚类肽高分子的本体与溶液自组装行为,系统阐明了如何通过调控聚类肽高分子的侧链结构,研究链结构与自组装行为之间的相互关系,进一步构筑具有独特相分离行为以及自组装结构的新型生物高分子,同时探讨了这些材料在生物医用和能源等领域的潜在应用.     

高离子强度下可溶盐浮选机理

基于表面化学性质,泡沫浮选已成为一种分离非均质固体混合物的有效手段,并被广泛应用于原矿分离及其他化学工业。在浮选过程中,捕收剂往往对矿物表面进行选择性吸附以调控矿物表面的亲疏水性。目前,大部分可溶盐的生产,尤其是钾盐工业生产,主要采用泡沫浮选的方法。尽管可溶盐实际浮选体系很复杂,但主要包含矿物晶体、捕收剂、气泡和高离子强度的饱和盐溶液四种组分。实际上,浮选能否完成是这四种组分相互作用的结果。因此,大量的可溶盐浮选机理研究工作都集中于浮选体系中各组分之间的相互作用。本文对高离子强度下可溶盐浮选机理的主要研究成果进行了综述,重点介绍了可溶盐的溶液化学性质,捕收剂在饱和盐溶液中的胶体性质,捕收剂在矿物晶体表面的选择性吸附机制和吸附行为,矿物晶体/饱和盐溶液界面性质以及气泡在浮选过程中作用机理,并对高离子强度下可溶盐浮选机理研究的发展趋势进行了展望。     

离子特异性效应调控的功能水凝胶

离子特异性效应又称Hofmeister效应,是指不同离子对生物大分子或聚合物分子的溶解能力产生不同影响的现象,这对指导开发多功能聚合物材料具有重要意义。本文主要以离子与水之间、离子与大分子溶质之间的相互作用为出发点介绍了离子特异性效应的基本产生机制,介绍了离子特异性效应调控水凝胶力学、抗冻、刺激响应性等性能的研究进展,分析了离子对水凝胶性能进行调控的原理,总结了离子特异性效应在水凝胶实际应用中发挥的作用。本文将为功能水凝胶的设计和制备提供指导。     

温敏型微球表面接枝交联复合凝胶的制备及性能

为改善高分子微球复合凝胶响应速率慢及韧性差的缺陷,采用非交联温敏型疏水单体组装的高分子微球作为交联剂,在不外加交联剂的条件下制备微球表面接枝交联聚丙烯酰胺复合凝胶.由于微球内部无化学交联结构,因此可通过自身可逆性结构及形态改变对复合凝胶机械性能和刺激响应特性进行调控.复合凝胶具有良好的韧性,断裂伸长率和断裂强度分别可达2400%和80 k Pa,且凝胶机械强度可通过温度进行调控.由于温敏型微球交联点的存在,采用非敏感型聚丙烯酰胺为基质的复合凝胶对温度具有良好的响应性,其响应速率较传统聚N-异丙基丙烯酰胺有机凝胶提升5~10倍.     

酚醛型重氮树脂复合物及自组装超薄膜的制备与应用

不同的高分子链之间可通过次价键而聚集,形成高分子复合物(polymer-polymer omplex).其中,研究最为深入的是基于库仑力的聚电解质复合物(polyelectrolyer complex,PEC)近年来一种继L-B膜技术之后,被称为"层-层”自组装(1ayer-by-layer self-assembly)的技术受到了越来越多的关注自组装技术所组装的分子大多是聚电解质,通常是将带不同电荷的聚电解质分子在水溶剂中交替地组装到片基上,实际上就是在固液界面一层一层地形成聚电解质复合物通过其它弱相互作用如氢键、电荷转移等高分子的自组装基本类似.因此可以说,对高分子自组装的研究基本上是对高分子复合物研究的延伸本论文对重氮树脂-酚醛树脂的感光性复合物以及基于重氮树脂的"层-层”自组装多层膜进行了研究,主要结果如下: 2001年6月通过博士论文答辩     

高分子复合物的研究与应用进展

两种大分子可以利用氢键或者库仑力形成高分子复合物,根据不同的作用力性质可分为氢键复合物(氢键作用)和聚电解质复合物(静电力)。这种通过物理共混得到的高分子复合物,表现出了与单组分高分子截然不同的性质和特点。这一特性决定了此类复合物在诸多领域的应用,目前应用较多的领域有生物医药、渗透汽化、增稠等。本文主要介绍了高分子复合物近年来研究和应用的进展情况。     

疏水缔合聚合物重均分子量的测定

采用毛细管法和荧光探针法研究了疏水缔合聚合物在不同甲酰胺浓度和盐浓度的溶剂中的特性黏数和疏水缔合作用强度.找到可以消除缔合作用和聚电解质效应的溶剂条件,用静态光散射法测定疏水缔合聚合物的重均分子量.结果表明,NaCl能够有效的屏蔽聚电解质效应,但是不能消除缔合作用,而且由于NaCl增加了溶液的极性,会进一步促进疏水缔合作用,疏水缔合聚合物以聚集体形态存在溶液中,因此,在NaCl溶剂中测得的疏水缔合聚合物的重均分子量不是真实分子量;而甲酰胺可以完全破坏疏水缔合作用,使聚合物分子以单分子态分散在溶液中,进而测得疏水缔合聚合物的真实分子量.当溶剂中的NaCl浓度为0.2 mol/L、甲酰胺体积分数为50%时,可准确测定疏水缔合聚合物的重均分子量.当缔合作用消除后再改变甲酰胺浓度,测得的重均分子量不再变化;聚电解质效应消除后,盐离子浓度的变化不会再改变测得的重均分子量结果.     

亲水/疏水半互穿网络凝胶对温度的响应

研究了一种亲水/疏水型半互穿网水凝胶（PAAc/QPVPD gels）对温度的刺激响应.在弱酸性或弱碱性（pH=7.5）溶液中,该凝胶的溶胀比在低温区（< 28 ℃）随温度的升高微微增大,约在28 ℃出现最大值,然后随温度升高而迅速减小,温度约为32.5 ℃时溶胀比趋于最低值.这主要是由于聚丙烯酸网络(PAAc)中氢键的解离与疏水改性聚电解质N-正十二烷基聚（4-乙烯吡啶）溴化盐(QPVPD)的疏水相互作用共同引起的.     

甲基橙为光谱探针研究聚电解质与表面活性剂相互作用

聚电解质与两亲分子间相互作用近年备受关注^[1,2].其原因之一是这种作用与作为形成生物膜基础的类脂间的相互作用极其相似,并可看作细胞中蛋白质-核酸相互作用的一种模式^[3].对众多水溶性高分子尤其是聚电解质与表面活性剂间相互作用研究表明,这种作用不仅有重要的学术意义,而且在实际应用方面也非常重要,如应用于泥浆凝聚,油井采油以及膜分离技术^[4]等.     

利用聚乙烯醇结晶辅助制备多重交联的高强度聚丙烯酰胺水凝胶

在表面带有C=C双键的乙烯基杂化二氧化硅纳米颗粒(vinyl hybrid silica nanoparticle,VSNP)上接枝丙烯酰胺(AM),所得到的纳米刷状凝胶因子通过聚丙烯酰胺(PAM)间的氢键形成物理交联点,则多官能化的VSNP可作为拟共价交联点构筑双重交联的单一网络纳米复合物理水凝胶(nanocomposite physical hydrogel,NCP gel),表现出较高的强度和超拉伸性.为了进一步提高凝胶的强度和韧性,将少量PVA和PAM/VSNP纳米刷混合制成凝胶,通过冷冻-融化处理,使与PAM分子链相互缠绕并形成氢键作用的PVA结晶,形成新的交联点进一步交联PAM NCP gel,得到多交联的PAM NCP gel体系.通过拉曼光谱和示差扫描量热分析,证明凝胶中的PVA通过氢键既可以与PAM相互作用,又形成微晶为新交联点,大大增强了NCP gel的力学性能,与PAM NCP gel相比,凝胶的拉伸强度和断裂能分别从313 k Pa和1.41×104 J/m~2提高到了557k Pa和4.65×104 J/m~2.     

强聚电解质在DMSO/THF中溶剂化状态的变化

高分子中电离基团的电离状态取决于分子链溶剂化层的极性.极性大,电离基团离解,体系以静电斥力为主;极性小,电离基团成为离子对,偶极吸引在体系中占主导地位.磺酸基共聚凝胶在二甲基亚砜(ＤＭＳＯ)和四氢呋喃(ＴＨＦ)混合溶剂中的体积相变从宏观上表现出上述两种状态可以互相转变[1-3],相应的线型聚电解质在此混合溶剂中的溶解与沉淀也是这种转变的表现[1].然而,由于优先溶剂化的存在,溶剂组成并不与高分子链溶剂化层的组成相同.揭示聚电解质分子溶剂化层的变化规律对于研究该体系相互作用的转变及凝聚态结构变化具有重要意义.　　将荧光发…     

疏水改性无规共聚物水凝胶体积相变研究

以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,合成了一系列疏水改性的甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)无规共聚物水凝胶,研究了离子强度、pH、温度等条件对凝胶体积相变的影响。结果表明,疏水基末端端基的疏水程度决定凝胶体积相变的速率,随着疏水性单体甲基丙烯酸酯烷基链的增长,凝胶的疏水性增强,凝胶的相转变pH向低pH处迁移;温度高于LCST时,分子间的氢键作用减弱,疏水基团间的相互作用加强,凝胶发生体积相变。     

两性高分子与小分子及大分子的相互作用（下）

2 两性高分子与染料及表面活性剂的相互作用文献中对阳离子聚电解质、阴离子聚电解质及非离子性高分子与染料、去污剂、表面活性剂等小分子物质的相互作用有较多报道,而有关两性高分子与这些小分子物质相互作用的报道极少。本节就合成两性高分子与染料等小分