黄原胶溶致液晶行为的研究

以小角激光光散射法、偏光显微镜法及旋转粘度计法研究了黄原胶水溶液在不同浓度和温度下的光学性质。结构区域及粘性行为。发现当溶液浓度达到3％(临界浓度值)时,呈现胆甾型液晶特征,液晶的形成对温度有显著的依赖性。     

阳离子诱导海藻酸水溶液凝胶化的临界行为与自相似性

以作者对阳离子诱导海藻酸水溶液凝胶化的研究结果为中心,介绍了海藻酸钠水溶液随浓度增大和二价金属阳离子(Ca2 、Cu2 )的加入而发生的溶液-凝胶转变的临界点和相关临界指数,探讨了临界凝胶的自相似性和分形结构,以及动态标度理论对物理交联体系的适用性.基于对阳离子诱导海藻酸水溶液凝胶化及其临界行为的研究结果,提出了从凝胶化的出发点--溶液来对凝胶化进行分类的设想,根据起始组分分子链的长短将凝胶化过程分为生长型和交联型两类.     

SDS对PEO-PPO-PEO嵌段共聚物溶液行为的影响

对PEO-PPO-PEO（127）三嵌段共聚物的水溶液行为及添加十二烷基硫酸钠（SDS）后对共聚物溶液行为的影响进行了研究．利用荧光探针技术对不同SDS浓度下F127／SDS体系的胶来形成进行研究,并研究了SDS对F127浓溶液凝胶化行为的影响．结果表明：随着SDS浓度的增大,F127稀溶液胶束的形成受到抑制,SDS浓度愈大,形成的胶束结构就愈疏松．对F127浓溶液来说,SDS与F127摩尔比小于2时,体系易于凝胶化;但当SDS浓度增大,其与F127摩尔比大于2时,体系开始难于凝胶化,直至摩尔比大于5时,体系不再形成凝胶．     

水溶性高分子分子量对其与电荷稳定的胶体分散体系的混合体系相行为的影响

利用同步辐射小角X射线散射技术,对不同相对分子质量的水溶性高分子聚氧化乙烯(PEO)与电荷稳定的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)乳胶的混合体系的相行为进行了研究。 PEO与PMMA乳胶混合体系的相行为与体系中乳胶粒子的体积分数和PEO的浓度相关。 在一定乳胶粒子体积分数下,在较低PEO浓度下,混合体系保持均匀分散性。 而当PEO浓度高于某一临界浓度时,混合体系将发生相分离,生成集团相或者形成面心立方(FCC)晶体结构。 PEO相对分子质量的大小也是影响混合体系相行为的重要因素。 当PEO的相对分子质量较高时,混合体系发生相分离所对应的临界PEO浓度较低。 除此,PEO相对分子质量对混合体系的结晶行为也有影响。 在低乳胶粒子体积分数下,较高相对分子质量的PEO容易使乳胶粒子结晶。 相反的,在较高乳胶粒子体积分数下,较低相对分子质量的PEO容易使乳胶粒子堆积形成结晶结构。     

流变和光学法研究PAN/DMSO/H_2O体系的凝胶化和相分离行为

碳纤维是非常重要的增强材料,在军工以及高档民用产品中用途广泛。因为聚丙烯腈原丝的结构会"遗传"到最终的碳纤维结构中,因此原丝结构对碳纤维的性能影响很大。原丝的结构是纺丝液在凝固浴中的相分离和凝胶化两个过程决定的,因此研究这两个过程的规律并进一步控制它们的进程,达到调控原丝结构的目的是非常重要的。本文介绍了本课题组利用流变学及光学的方法研究PAN/DMSO/H2O体系凝胶化及相分离行为的最新研究成果,主要探索了PAN/DMSO/H2O浓溶液中凝胶化行为,发现了二次自相似结构的形成并对其机理进行了分析,并对PAN/DMSO/H2O亚浓溶液中凝胶化与相分离的耦合过程进行了研究,分析了最终凝胶的结构特性及Winter-Chambon模型在此过程中的适用性。最后,对PAN/DMSO/H2O体系凝胶化及相分离行为的下一步研究进行了展望。     

C_(12)-s-C_(12)·2Br和C_(12)E_n混合水溶液的胶团化行为

季铵盐二聚表面活性剂C12-s-C12·2Br(s=2、3、4、6)和非离子表面活性剂C12E10或C12E23在水溶液中生成混合胶团.其临界胶团总浓度cmcT值介于二元复配体系中各组分的临界胶团浓度cmc01和cmc02之间.当添加少量非离子型表面活性剂(在水溶液中的摩尔分数α2=0.1)时,混合胶团中C12E10或C12E23的摩尔分数均已超过0.35;随着溶液中非离子型表面活性剂含量的增大,混合胶团中逐渐以C12E10或C12E23成分为主.     

C12-s-C12·2Br和C12En混合水溶液的胶团化行为

季铵盐二聚表面活性剂C12-s-C12@2Br(s=2、3、4、6)和非离子表面活性剂C12E10或C12E23在水溶液中生成混合胶团.其临界胶团总浓度cmcT值介于二元复配体系中各组分的临界胶团浓度和之间.当添加少量非离子型表面活性剂(在水溶液中的摩尔分数α2=0.1)时,混合胶团中C12E10或C12E23的摩尔分数均已超过0.35;随着溶液中非离子型表面活性剂含量的增大,混合胶团中逐渐以C12E10或C12E23成分为主.     

全息聚合物分散液晶的结构调控与性能

全息聚合物分散液晶(HPDLCs)是由富聚合物相与富液晶相周期性排列而成的结构有序高分子复合材料.HPDLCs通过单体/液晶复合体系的光聚合诱导相分离而形成,如何调控并定量化描述复合体系的光聚合反应动力学、凝胶化行为和相分离程度,进而获得结构规整、电光性能优异的HPDLCs是关键难题.专论概述了光引发体系、单体结构、纳米无机材料掺杂对HPDLCs结构及性能的影响.光引发阻聚剂通过引发和阻聚的竞争与协同,降低了光聚合反应速率、延迟了凝胶时间,促进形成衍射效率达90%的HPDLCs.超支化单体降低了复合体系黏度和光聚合反应速率,延迟了凝胶时间,促使形成衍射效率达94%、具有一维光子晶体结构的HPDLCs.丙烯酰胺单体优化了相分离结构,将HPDLCs的衍射效率提升至98%.纳米硫化锌掺杂在保持规整结构和高衍射效率的同时,大幅降低了HPDLCs的驱动电压.研究还确定了HPDLCs的相分离程度与凝胶时间的函数关系.构建兼具高衍射效率与低驱动电压的HPDLCs,推进其在彩色3D图像存储等领域的应用仍是重要课题.     

C12-s-C12•2Br和C12En混合水溶液的胶团化行为

季铵盐二聚表面活性剂C12 s C12•2Br（s=2、3、4、6）和非离子表面活性剂C12E10或C12E23在水溶液中生成混合胶团.其临界胶团总浓度cmcT值介于二元复配体系中各组分的临界胶团浓度和之间.当添加少量非离子型表面活性剂（在水溶液中的摩尔分数α2=0.1）时,混合胶团中C12E10或C12E23的摩尔分数均已超过0.35;随着溶液中非离子型表面活性剂含量的增大,混合胶团中逐渐以C12E10或C12E23成分为主.     

海藻酸钠水溶液的Sol-Gel转变与凝胶化点的决定

测定了 4个分子量和分子量分布不同、M G不同的海藻酸钠试样在不同浓度下的恒温 (2 5℃ )动态粘弹谱 ,发现 4个试样随溶液浓度升高都会发生溶胶 凝胶 (Sol gel)转变 .实验结果表明 ,该转变符合Winter和Chambon的凝胶化点临界状态的松弛模量G(t)方程 ,由tanδ不依赖于ω的判据求出了海藻酸钠水溶液随浓度变化发生Sol gel转变、出现物理凝胶化的凝胶化点溶液浓度cgel和临界指数n .cgel=7 6wt%～ 8 0wt% ,基本与分子量无关 ;分子量较高的 3个试样的n =0 32～ 0 38,而分子量低的试样的n =0 6 1.该结果表明 ,物理凝胶化主要是由大分子重复单元间的相互作用决定 ,分子链越长则凝胶化点的交联结构越完善     

乙基醋酸纤维素溶致性液晶的研究

乙基醋酸纤维素溶于三氟乙酸、二氯乙酸、醋酸中.在浓度大于临界浓度时,形成胆甾型液晶态.溶液随浓度的增加,从各向同性态经两相共存转变成液晶态.在加热液晶溶液时,溶液转变成各向同性态.降低温度,液晶相再生成.在形成液晶过程中,存在过冷现象.在一定的条件下,液晶相以球状的形式存在.溶液的双折射△n在两相共存与完全液晶态间相互转变时会发生较大变化.乙基醋酸纤维素大分子链的刚性随有机酸溶剂体系的酸强度的增大而增大,使临界浓度C_1~*随溶剂酸强度的增大而减小.     

金属离子/胆酸钠超分子水凝胶特殊温度响应性的机理研究

研究了胆酸钠溶液与金属离子溶液混合自组装而成的水凝胶随温度升高而机械强度增强的独特温度响应性. 利用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)仪表征了水凝胶中聚集体的微观形貌及分子排列方式. 考察了其流变学行为、荧光性质随温度的变化. 结果表明,升温促进凝胶形成的速率, 并提高凝胶的机械强度. 随着温度的升高, 稀土离子的荧光强度显著增强. 表面张力测量表明, 胆酸钠溶液的临界胶束浓度随温度的升高而略有降低. 综合实验事实, 我们提出随温度升高导致的凝胶强度增强行为是由胆酸钠分子在高温下聚集能力增强的结果.     

聚(2-丙烯酰胺甲基-6-十二烷基硼酸二乙醇胺酯)与十二烷基苯磺酸钠混合溶液的表面活性

聚(2-丙烯酰胺甲基-6-十二烷基硼酸二乙醇胺酯)(PADB)是一类两亲性聚硼酸酯.本文通过表面张力法考察了不同相对分子质量的PADB水溶液的表面活性;重点研究了PADB与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在0.5 mol.L-1 NaCl溶液中的相互作用,通过正规溶液理论,计算PADB/SDBS混合体系的胶束化参数,并与单体ADB/SDBS混合溶液体系进行了比较.结果表明,PADB相对分子质量可达1.5×104-3.5×104,随分子量增加,PADB水溶液中临界胶束浓度(cmc)增大,但cmc时的表面张力(γcmc)维持在31 mN.m-1左右(298 K);加入PADB后,SDBS溶液表面张力-浓度对数(γ-lgc)曲线出现两处转变点,即c1和c2点,但c1和c2皆小于纯SDBS溶液的临界胶束浓度(cmcSDBS),即c1c2cmcSDBS.PADB加入量越大,相对分子质量越低,SDBS溶液的表面活性越强.将聚硼酸酯PADB溶液视为特殊状态的单体ADB溶液,通过近似处理,计算得到PADB/SDBS混合胶束中相互作用参数βm在-2.4到-4.7之间,活度系数f1m1,表明聚硼酸酯PADB与SDBS有较强的相互作用;当混合体系中PADB的ADB结构单元摩尔分数x1为0.47时,|βm|达到最大.相比于单体ADB/SDBS混合体系,当x10.8时,PADB/SDBS混合体系|βm|值较大,相互作用更强;随x1增大,混合胶束中聚合物PADB的ADB结构单元摩尔分数x1m不断增加,但其值低于ADB/SDBS混合体系.     

乙基醋酸纤维素液晶相的织态结构观察

乙基醋酸纤维素/二氯乙酸胆甾型液晶溶液的液晶相和各向同性相在两相共存时,表现出明显的相分离行为。在胆甾相中,液晶相的织态结构随浓度而变化,可以形成园盘结构、油纹结构以及取向微区的无规堆集结构。在前两种结构中,分子链排列层垂直于玻片表面,螺旋结构的轴向与玻片表面平行。     

丙烯酸酯/液晶体系的光聚合反应动力学对PDLC电光性质的影响

采用光-示差扫描量热法(P-DSC)和光-流变学(P-Rheology)技术,测定了丙烯酸酯/液晶体系的光聚合反应动力学和凝胶化时间.基于自催化模型和凝胶时间-温度关系,计算了体系的光聚合反应速率常数和活化能,探讨了单体结构与组成、反应温度对体系光聚合动力学的影响,并研究了聚合物分散液晶(PDLC)的电光响应行为与相分离结构对光聚合动力学的依赖性.结果表明,升高反应温度、增加体系的单体反应活性和平均官能度,均提高了体系的光聚合速率常数,缩短了光聚合凝胶时间.随着单体反应活性和平均官能度的提高,体系的光聚合反应活化能明显降低,且凝胶化前的光聚合反应活化能低于光聚合全过程的平均反应活化能.当液晶含量为50%时,形成的PDLC呈亚微米尺度的双连续相结构.随着光聚合反应温度的升高,光聚合速率加快,导致凝胶时间缩短、相分离程度降低,使PDLC中液晶相尺寸变小、聚合物网络致密化,PDLC的弛豫时间延长、饱和电压降低,而开启时间和阈值电压变化不大.     

C12-s-C12·2Br和己醇混合水溶液的胶团化行为

己醇的加入使C12-s-C12·2Br(s=3,4,6)的临界胶团浓度cmc降低,s越大其影响也越显著.己醇参与组成了混合胶团,当添加的己醇量相同时,它在混合胶团中的摩尔分数几乎一样.混合胶团表面反离子解离度随己醇浓度增大而增大.     

离子液体型表面活性剂C12mimBr与普通表面活性剂混合性质的研究

研究了离子液体型表面活性剂C12mimBr与阳离子表面活性剂Gemini 12-3-12, DTAB及阴离子表面活性剂SDS复配体系的性质, 并分别采用Rubingh-Margules模型和Rubingh-正规溶液模型计算了临界胶束浓度和混合胶团组成. 研究发现, 两表面活性剂分子结构的匹配性及带电头基之间的相互作用是影响混合溶液性质的主要因素. 对于分子结构差别较大的C12mimBr与Gemini 12-3-12的混合, 其行为远远偏离理想混合性质; 对疏水链长相同仅亲水头基不同的C12mimBr与DTAB则接近于理想混合; 而对C12mimBr＋SDS的复配体系, 正、负电荷间强烈的相互吸引使得混合体系大大偏离理想行为. 计算发现, 两种理论模型得到的混合胶团组成基本一致, 但Rubingh-Margules模型预测的临界胶束浓度比Rubingh-正规溶液模型要好     

SDS/CTAB/H2O体系特异性质研究

对SDS/CTAB/H2O系统的三元相行为,导电能力,粘度性质等进行了相关性研究,发现相图中存在两个规则的液晶区。当SDS/CTAB(摩尔比)接近1∶2或2∶1时,其混合水溶液中表面活性剂分子异种电荷间的静电引力作用和同种电荷间的静电斥力作用达到吻合状态,既不易形成以胶束为主的均相溶液体系,也不易形成沉淀,而是形成远程有序组合体-液晶结构。当表面活性剂总浓度一定时,具有液晶结构的SDS/CTAB混合水溶液体系,致使体系的导电能力及粘度均呈现极大值。     

用圆二色谱(CD)研究海藻酸钠对钙锌离子的选择

用圆二色谱对海藻酸钠与钙锌离子相互作用的稳态溶液-凝胶过程进行了研究,结果表明该过程分前后两个阶段,在临界点之前第一阶段内,海藻酸钠构象的变化与阳离子用量成线性关系。对海藻酸钠与钙锌离子的选择识别和相互作用研究表明,钙离子与海藻酸钠的G、M单元相互作用差别很大,锌离子与G、M单元相互作用的差别比较小,锌离子对G、M单元的识别作用不如钙离子。锌离子与海藻酸钠形成凝胶时,交联点比钙离子的多。     

水解聚丙烯酰胺柠檬酸铝体系成胶行为与形态结构的研究

采用光学显微镜、扫描电镜及流变性能测试等手段 ,研究了部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )与柠檬酸铝 (AlCA)的成胶行为与形态结构 .结果表明 ,当AlCA浓度超过 10 0mg/L时 ,随HPAM浓度由低向高变化 ,HPAM AlCA交联体系可形成三种不同形态结构的凝胶 :分散凝胶 (由交联聚合物颗粒形成的分散体 )、两相(分散凝胶相与连续网状凝胶相 )共存凝胶和连续网状凝胶 .HPAM AlCA形成分散凝胶时 ,无明显的粘度升高现象 ,但体系中存在由HPAM大分子交联在一起的颗粒结构 .HPAM AlCA在形成连续网状凝胶时 ,体系复模量和复粘度大幅度提高 ,网状凝胶中含有粒状凝胶颗粒 .