表面活性剂对部分水解聚丙烯酰胺溶液抗盐性的影响

通过实验研究了阴离子表面活性剂(SDS)、非离子表面活性剂(OP-10)、两性表面活性剂(C12BE)浓度及KCl浓度对部分水解聚丙烯酰胺(阴离子型,HPAM)水溶液黏度的影响规律,进而分析各因素对聚合物溶液抗盐性的影响。实验结果表明:当表面活性剂浓度低于临界缔合浓度CAC时,聚合物溶液黏度变化不大;高于CAC后,随着表面活性剂浓度增大,聚合物溶液黏度急剧增加;当表面活性剂浓度达到聚合物饱和浓度PSP时,聚合物溶液黏度达到最大值;再加入阴离子和两性表面活性剂,将导致黏度降低,而加入非离子表面活性剂不再改变聚合物溶液的黏度,无机盐KCl对聚合物溶液有双重作用,低浓度KCl促进聚合物溶液黏度升高,高浓度KCl则导致聚合物溶液黏度急剧降低后趋于稳定,在相同KCl浓度下,三种表面活性剂的抗盐能力表现为:SDSOP-10C12BE。     

正负离子和表面活性剂对水解聚丙烯酰胺分子线团尺寸的影响及其作用机理

采用动态光散射(DLS)方法,研究了无机电解质正离子与负离子对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)分子线团尺寸的影响,也研究了阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂对HPAM分子线团尺寸的影响.结果表明,无机电解质负离子对HPAM分子尺寸(分子流体力学直径(Dh))影响较小,而无机电解质正离子对Dh的影响较大,且影响程度随正离子浓度增大而减小.Ca2+、Mg2+、K+和Na+对Dh的作用强弱顺序为Mg2+>Ca2+>Na+>K+.当向聚合物溶液中加入阴离子型表面活性剂时,随表面活性剂浓度增大,Dh先减小,后增大,再减小.此外,由于强烈的静电斥力作用,阴离子型表面活性剂分子在聚合物分子表面吸附较弱,难形成"表面活性剂-聚合物"络合物,而非离子型表面活性剂会以类似于胶束聚集体的形式吸附在聚合物分子链上,形成"表面活性剂-聚合物"络合物,结果造成Dh随表面活性剂浓度增加而逐渐增大.     

C12NBr对黄原胶/Cr(Ⅲ)凝胶体系粘弹性的影响

以三价铬离子（Cr3＋,Cr(Ⅲ)）为交联剂制备的黄原酸(XC)凝胶在油田开发过程中具有许多用途,应用RS 75型流变仪测定了含有和不含有阳离子表面活性剂C12NBr (十二烷基-氧丙基-β-羟基-三甲基溴化铵)时凝胶体系粘弹性的变化规律.结果表明,XC凝胶体系不符合理想的线性粘弹性模型,储能模量（G′）和耗能模量（G″）在切力较低时变化甚微,切力较高时两者皆降低,但降低的幅度不同,因而G′～τ（应力）和G″～τ曲线出现交点,此交点随C12NBr浓度增大而降低.结合等温线的研究表明,C12NBr能结合到XC分子上,破坏凝胶的网络结构.然而,在一定条件下其复合粘度（η*）随频率和切力的变化出现最低值现象的机理还有待进一步探讨.     

两亲嵌段共聚物聚D-亮氨酸-聚乙二醇与非离子表面活性剂C_(12)Glu的相互作用

采用表面张力法和圆二色谱技术研究了两亲嵌段共聚物聚D-亮氨酸-聚乙二醇单甲醚/非离子表面活性剂n-十二烷基β-D-葡萄糖苷(C12Glu)混合体系在水溶液中的相互作用.结果表明二者之间的疏水缔合作用较弱;聚合物中α-螺旋结构的含量随着体系中表面活性剂浓度的增大而增加.     

C_(12)NBr对黄原胶/Cr(Ⅲ)凝胶体系粘弹性的影响

以三价铬离子(Cr3+,Cr(Ⅲ))为交联剂制备的黄原酸(XC)凝胶在油田开发过程中具有许多用途,应用RS75型流变仪测定了含有和不含有阳离子表面活性剂C12NBr(十二烷基-氧丙基-β-羟基-三甲基溴化铵)时凝胶体系粘弹性的变化规律.结果表明,XC凝胶体系不符合理想的线性粘弹性模型,储能模量(G')和耗能模量(G″)在切力较低时变化甚微,切力较高时两者皆降低,但降低的幅度不同,因而G'～τ(应力)和G″～τ曲线出现交点,此交点随C12NBr浓度增大而降低.结合等温线的研究表明,C12NBr能结合到XC分子上,破坏凝胶的网络结构.然而,在一定条件下其复合粘度(η)随频率和切力的变化出现最低值现象的机理还有待进一步探讨.     

C12NBr对黄原胶/Cr(Ⅲ)凝胶体系黏弹性的影响

以三价铬离子(Cr3+, Cr(Ⅲ))为交联剂制备的黄原酸(XC)凝胶在油田开发过程中具有许多应用,应用RS 75型流变仪测定了含有和不含有阳离子表面活性剂C12NBr (十二烷基-氧丙基-β-羟基-三甲基溴化铵)时凝胶体系黏弹性的变化规律.结果表明, XC凝胶体系不符合理想的线性黏弹性模型,储能模量(G′)和耗能模量(G″)在切力较低时变化甚微,切力较高时两者皆降低,但降低的幅度不同,因而G′～τ(应力)和G″～τ曲线出现交点,此交点随C12NBr浓度增大而降低.结合等温线的研究表明, C12NBr能结合到XC分子上,破坏凝胶的网络结构.然而,在一定条件下其复合粘度(η*)随频率和切力的变化出现最低值现象的机理还有待进一步探讨.     

两亲无规聚合物的聚集行为及其与非离子表面活性剂的相互作用

以2-丙烯酰胺基-十二烷基磺酸(AMC12S)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)进行无规共聚,合成了含AMC12S摩尔分数(X)较高(X=0.1,0.3,0.5)的一系列两亲聚合物.采用稳态荧光及动态光散射技术对聚合物在水溶液中的聚集行为及其与三种非离子表面活性剂(HO(CH2CH2O)10C12H25(C12E10)、HO(CH2CH2O)20C12H25(C12E20)和HO(CH2CH2O)40C12H25(C12E40))的相互作用进行了研究,并考察了X对聚集行为的影响以及表面活性剂亲水基团长度对相互作用的影响.随着X的增大,聚合物的临界聚集浓度(CAC)明显减小,X=0.5时聚合物的CAC低达0.0039g·L-1.聚集体的流体力学半径(Rh)都大于26nm,并随着聚合物浓度的升高而增大,说明聚合物分子主要以分子间的聚集方式聚集,形成多分子聚集体.随X的增大,聚集体Rh减小,同时Rh随聚合物浓度升高而增大的幅度减小,说明聚集体结构变得更加紧实.表面活性剂与聚合物之间存在很强的相互作用,在混合溶液中表面活性剂浓度达到临界胶束浓度(CMC)左右时聚合物聚集体开始解离,形成混合聚集体.亲水基团长度增长,表面活性剂对聚合物聚集体的解离能力随之增强.C12E40与X=0.5的聚合物形成的混合聚集体Rh为6.8nm,与C12E40自身形成的聚集体尺寸相当.     

碳氟链与碳氢链表面活性剂在固液界面上的吸附

全氟辛酸及其钠盐和十二烷基硫酸钠在R972上的吸附等温线均为S型或LS型，指示固液界面吸附过程中有表面疏水缔合物生成．碳氟表面活性剂的饱和吸附量显著高于碳氢表面活性剂的饱和吸附量．加电解质于液相使各体系吸附量上升．对于碳氟表面活性剂，甚至引起吸附等温线类型变化．例如，不加电解质时全氟辛酸在R972上的吸附等温线为S型，而加入HCl（c＝0．05mol·dm－3）使吸附等混线变成LS型．全氟辛酸比全氟辛酸钠在R972上的吸附更强．几种表面活性剂在R972上的吸附均随温度升高而减少。应用两阶段吸附模型及通用吸附等温线公式可以很好地解释所得实验结果．     

疏水缔合聚丙烯酰胺与双子表面活性剂的相互作用

制备了一种脂肪酸酯双磺酸盐型双子表面活性剂, 利用粘度法、界面张力法和原子力显微镜研究了疏水缔合聚丙烯酰胺与双子表面活性剂在溶液中的相互作用. 实验结果表明: 疏水缔合聚丙烯酰胺在溶液中能够通过自组装形成疏水微区并发展成网络结构, 疏水微区与表面活性剂在溶液中能形成混合胶束; 当一定量的表面活性剂加入时, 对疏水缔合聚丙烯酰胺的自组装起促进作用, 而过多双子表面活性剂的加入又会对聚合物分子的自组装起抑制作用, 从而显著影响疏水缔合聚丙烯酰胺的溶液性质, 随着表面活性剂浓度的增加, 聚合物溶液粘度先增加、再降低; 同时, 疏水缔合聚丙烯酰胺对双子表面活性剂的界面性能也有较大影响, 聚合物的加入使双子表面活性剂降低油/水界面张力的能力下降, 油/水界面张力达到平衡所需时间延长.     

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.     

溴化十二烷基吡啶的吸附和表面胶团化对二氧化硅悬浮液稳定性的影响

研究了阳离子表面活性剂溴化十二烷基吡啶（ＤＰＢ）的吸附和表面胶团化对二氧化硅（ＣＡＢ－Ｏ－ＳＩＬ）悬浮液稳定性的影响，以及加入电解质的效应．结果表明：ＤＰＢ在ＣＡＢ－Ｏ－ＳＩＬ上的吸附等温线呈双平台（或ＬＳ）型，溴化钠（０．１ｍｏｌ／Ｌ）的存在使吸附等温线向低浓区移动，第二平台的饱和吸附量增大，但基本不影响第一平台的吸附量，这些结果都与涉及形成表面胶团的二步吸附模型相符．当ＤＰＢ浓度很低时，ＣＡＢ－Ｏ－ＳＩＬ悬浮液的稳定性随ＤＰＢ浓度的增大而下降；当ＤＰＢ浓度增至ｓｍｃ（临界表面胶团浓度）附近时，悬浮液稳定性急剧提高．ＮａＢｒ的存在，并不影响上述悬浮液稳定性规律．利用表面活性剂的二步吸附和颗粒相互作用模型，并结合ＤＰＢ吸附等温线的研究结果，可以合理地解释ＣＡＢ－Ｏ－ＳＩＬ悬浮液稳定性的实验结果．     

流变学法研究表面活性剂与HPAM的相互作用

流变学法研究表面活性剂与HPAM的相互作用;聚合物;表面活性剂;相互作用;流变学方法     

Gemini表面活性剂对疏水缔合聚丙烯酰胺界面吸附膜扩张流变性质的影响

采用小幅低频振荡和界面张力弛豫技术, 考察了疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺(HMPAM)在正癸烷-水界面上的扩张黏弹性质, 研究了不对称Gemini表面活性剂C₁₂COONa-p-C₉SO₃Na对其界面扩张性质的影响. 研究发现, 疏水链段的存在, 使HMPAM在界面层中具有较快的弛豫过程, 扩张弹性显示出明显的频率依赖性. 表面活性剂分子可以通过疏水相互作用与聚合物的疏水嵌段在界面上形成类似于混合胶束的特殊聚集体. 表面活性剂分子与界面聚集体之间存在快速交换过程, 可以大大降低聚合物的扩张弹性. 同时, 聚合物分子链能够削弱表面活性剂分子长烷基链之间的强相互作用, 导致混合吸附膜的扩张弹性远低于单独表面活性剂吸附膜.     

有机反离子对C12-s-C12·2Br水溶液表面活性的影响

溶液中添加的苯磺酸钠(SNzS)和萘磺酸钠(SNphS)与C12-s-C12·2Br产生强烈结合, 增大了Gemini表面活性剂分子的疏水性, 明显促进其在气/液界面的吸附和在溶液中的聚集. 这使得体系降低水表面张力的效率和能力大大提高, 并且在表面活性剂浓度很低时就生成了小聚集体. 因而, 此时表面张力法测得的cmc仅具有表观上的意义, 只反映了表面活性剂在气/液界面达到饱和吸附时的临界浓度. SNphS的疏水性强于SNzS, 更有效地促进了C12-s-C12·2Br的吸附和聚集.     

Gemini表面活性剂C12-2-C12·2Br在气-液界面吸附动力学

用最大泡压法考察Gemini表面活性剂C12-2-C12·2Br在气-液界面吸附动力学。研究表明,随着表面活性剂浓度的增加,表面活性剂分子的扩散速率加快,其扩散系数D随之增大。与对应的单体表面活性剂DTAB比较,由于2种表面活性剂的结构差别引起C12-2-C12·2Br的疏水性比DTAB的强,导致前者的吸附扩散系数D比后者的大将近100倍。表面活性剂在气液界面吸附后期,属于扩散-动力学控制模型,有吸附能垒Ea存在,C12-2-C12·2Br与DTAB的吸附能垒分别为17．29和9、13kJ／mol。由于C12-2-C12·2Br在气液界面上的表面压和表面覆盖率以及分子的头基面积都大于DTAB,引起了前者在气液界面上的吸附能垒增大。     

疏水缔合聚合物稳定乳状液的研究*

本文综述了近年来疏水缔合聚合物稳定乳状液的研究进展。论述了疏水缔合聚合物水溶液的性质,由于其较复杂的分子结构以及其分子主链上疏水基团的缔合作用,使其水溶液增稠的能力比小分子表面活性剂的增稠能力强的多。另外,对疏水缔合聚合物单独稳定乳状液的研究现状进行了介绍,其稳定乳状液的机理与小分子表面活性剂不同。同时讨论了疏水缔合聚合物与表面活性剂的相互作用,此类聚合物可与小分子表面活性剂通过静电和疏水缔合发生强烈的相互作用形成复合体系,并评述了其复配体系稳定乳状液的情况。最后总结了疏水缔合聚合物稳定乳状液的机理。     

十二烷基硫酸钠与溴化正辛基三甲基铵混合表面活性剂水溶液的表面吸附及胶团形成

本文研究了盐存在时不同比例的十二烷基硫酸钠(简称12CH)和溴化正辛基三甲基铵(简称C8NBr)混合物的表面活性、表面吸附以及胶团形成等性质,结果表明:(1)正、负离子表面活性剂混合物具有很高的表面活性,不论其混合比例如何,临界胶团浓度(cmc)及cmc时溶液的表面张力(γcmc)皆较任何单一组分时小;(2)不论体相中比例如何,表面层中12CH和C8NBr的饱和吸附量的摩尔比皆～1.7且总饱和吸附量亦皆～5.2x10[-10]mol.cm[-2].由此求得表面层中分子截面积为32A[2],与由分子结构计算的数据相近,说明正、负表面活性离子排列紧密;(3)与碳链长相同的正、负离子型表面活性剂混合水溶液比较,本体系反应离子浓度对cmc有明显影响,证实表面层带电,胶团也带电;(4)计算了离子强度相同,温度不同时和温度相同、离子强度不同时的热力学量,得出离子强度大者易形成胶团。     

PABA疏水缔合水溶性共聚物溶液的合成与性能研究

本文根据高分子的分子设计原理，合成了带苯基的疏水单体N－苯基对正丁基丙烯酰胺（BBAM）。采用自由基胶束共聚的方法制备了水溶性丙烯胺／N－苯基对正丁基丙烯酰胺（BBAM）疏水缔合型共聚物（PABA）。研究了共聚物溶液的性能及影响因素。结果表明，随共聚物溶液浓度的增加，在临界缔合浓度以上，分子间缔合大量形成，水溶液表现粘度迅速增加，表现出明显的疏水缔合行为，与HPAM相比有优异的抗盐性。     

用荧光共轭聚合物测定曲通X-100及其临界胶束浓度

基于钯催化的偶联反应合成了疏水性荧光共轭聚合物, 聚[2,5-二壬氧基-1,4-苯撑-乙炔撑-9,10-蒽撑][poly (2,5-bisnonyloxy-1,4-phenylene-ethynylene-9,10-anthrylene) (PPEA)], 并研究了此聚合物在不同表面活性剂溶液中的荧光行为. PPEA在水溶液中荧光明显猝灭, 加入非离子表面活性剂曲通X-100时, 荧光逐渐增强, 而其它表面活性剂CTAB, SDS, Tween对PPEA的荧光强度无明显影响. 这可能是由于曲通X-100与PPEA有相似的脂肪碳链, 二者之间的疏水作用减小了聚合物不规则构象所造成的. 实验考察了有机溶剂THF用量、PPEA浓度、体系酸度、反应时间、共存物质对测定的影响. 最佳条件下, 聚合物荧光强度与曲通X-100的浓度分别在0～200和200～700 μmol/L范围内分段成线性关系, 且两段工作曲线的交点所对应的曲通X-100浓度与其临界胶束浓度(CMC)一致. 据此, 我们建立了一种基于荧光共轭聚合物的荧光方法. 该法允许在其它表面活性剂存在时选择性测定曲通X-100浓度, 也可方便地指示其CMC值.     

新型疏水缔合聚合物P(AM/POEA)与表面活性剂的相互作用

采用粘度法、荧光探针和透射电镜研究了新型疏水缔合聚合物P(AM/POEA)和表面活性剂SDS和CTAB在水溶液中的相互作用. 聚合物P(AM/POEA)结构中, 疏水体(2-苯氧乙基丙烯酸酯)呈嵌段状无序地分布在聚丙烯酰胺主链上. 这类聚合物很容易和表面活性剂相互作用, 通过疏水缔合, 形成混合胶束状聚集体, 导致溶液粘度剧增. 随聚合物溶液中SDS的加入, 溶液粘度发生大幅度起伏变化, 出现最大值. 粘度最大值对应的表面活性剂浓度c_S,max位于表面活性剂CMC附近, 并发现它的位置不随聚合物微结构而变化. 然而它们缔合作用的增粘程度却与聚合物疏水体含量X_H及疏水嵌段尺寸N_H有关. 在实验浓度范围内, X_H和N_H愈大, 溶液的粘度越高. 此外用透射电镜直接观察到聚合物/表面活性剂体系中聚集体的交联结构形貌.