P123 / SDS水溶液中碳酸钙结晶及形貌的研究

仿生合成是模拟生物矿化合成人工晶体的一种方法。在生物矿化中的无机矿物往住是在有机基质的参与下形成的,它们在有机基质上成核,并且在整个结晶过程中受到有机基质及其他生命活动的调控,因而在晶体的形态、尺寸、以及取向上都具有高度的统一性和有序性[1],     

三元添加剂水溶液体系制备CaCO3空心球

利用原位聚合方法, 通过加入一定量的引发剂使甲基丙烯酸原位聚合, 在三嵌段共聚物(P123)、聚甲基丙烯酸(PMAA)和十二烷基硫酸钠(SDS)的三元添加剂混合溶液体系中成功地制备了CaCO3空心球. 采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)对合成样品的形貌、结构进行了表征. 结果显示, 方解石CaCO3空心球直径约0.5-2 μm. 空心球壁由直径约25-35 nm的圆形粒子组成, 壁厚约100-300 nm. 利用核鄄壳机理解释了空心球结构的形成过程.     

明胶调控下单分散CaCO3花瓣球形微粒的制备

近来,碳酸钙高技术附加价值产品的生产越来越多地进入公众的视野,同时环保、绿色等意识逐渐为人们所接受则为新型碳酸钙产品的发展提供了广阔的市场应用空间.碳酸钙微粒在造纸,涂料生产以及日化行业等工业领域有广泛的应用,例如在天然橡胶中添加一定的碳酸钙不仅可以节约昂贵的橡胶用量,降低成本,而且获得的抗张强度和耐磨性甚至要优于硫化橡胶;造纸工业中添加一定比例的碳酸钙则起到了增加纸张白度和柔顺性并降低成本的作用.     

丙烯酸聚乙二醇酯-甲基丙烯酸共聚物对CaCO_3微粒形貌的调控

研究了两种聚合物-丙烯酸聚乙二醇酯（PEGA）和丙烯酸聚乙二醇酯-甲基丙烯 酸共聚物（PEGA-PMAA）对CaCO_3粒子生长的调控。发现PEGA调控下得到CaCO_3片 层状粒子的粒径比在纯水中的小，而PEGA-PMAA调控下的粒子粒径较大，并且长成 了奇特的花状形貌。这说明PEGA在CaCO_3粒子生长过程中起了阻碍作用，而双亲水 的PEGA-PMAA则促进了CaCO_3粒子的生长。     

表面活性剂对纳米CaCO3形貌的调控

分别在AOT／异辛烷／水、CTAB／环己烷／水和OP-10／环己烷／水三种不同的反胶束体系中合成出具有不同形貌的纳米碳酸钙，讨论了表面活性剂的类型以及溶剂热过程对纳米碳酸钙的形貌及尺寸的影响．     

壳聚糖-氨基酸体系中碳酸钙模拟生物矿化的研究

本文选取壳聚糖与氨基酸作为碳酸钙模拟生物矿化的有机基质,研究并比较了侧链带不同电荷的氨基酸对碳酸钙生物矿化的调制作用,发现侧链带负电荷的酸性氨基酸能改变壳聚糖体系中原有的晶种模板,使能量比较高的球霰石型碳酸钙得以生成,而单纯的壳聚糖体系中只能得到方解石型碳酸钙;在形貌上则改变了球霰石型碳酸钙原有的球状堆积,出现了两头小、中间大椭球状的特殊形貌。     

卷烟纸中CaCO3的定量方法比较及形貌表征研究

分别采用煅烧法、电位滴定法及络合滴定法定量测定3种卷烟纸中CaCO3的含量,发现煅烧温度和时间对煅烧法的测定结果影响很大,当煅烧温度为900 ℃,煅烧2 h时卷烟纸中的纤维可完全氧化分解;电位滴定法和络合滴定法的结果具有较高的稳定性,但卷烟纸中的金属氧化物和碳酸盐易给电位滴定法带来误差,络合滴定法通过遮蔽剂可消除杂质离子的影响,具有较高的准确性。对3种卷烟纸灰分的XPS分析结果表明,灰分中除CaO外,还含有C、Na2CO3、Na2SiO3、Na3PO4、CaSiO3、Ca3(PO4)2等物质;SEM分析结果表明CaCO3呈纺锤状微晶和团簇状体分布在纤维中。该研究结果提供了一种比较准确的定量测定纸张中CaCO3含量的方法。     

聚电解质膜PDAC/PSS诱导CaCO3结晶的研究

以模拟软体动物珍珠层的周期性基质控制形成过程制备仿生层状复合材料．将聚苯乙烯磺酸钠(PSS)与聚二烯二甲基氯化铵(PDAC)用逐层浸渍的方法使其组装成多层膜,用于诱导过饱和溶液中CaCO3的结晶,详细研究了膜紫外吸收随组装层数增加的线性变化．扫描电镜和X射线衍射表征了晶体的形貌和结构,(PDAC/PSS)15PDAC膜诱导获得的CaCO3晶体为六面体结构,晶体尺寸为30～40μm;(PDAC/PSS)15膜诱导CaCO3结晶,可以在膜表面获得形貌与珍珠层非常相似的CaCO3晶体,结晶10h获得的晶片结构呈规则的六边形,片尺寸约为10～20μm,X射线衍射结果表明两种晶体的晶格结构与天然珍珠层差异明显,说明静电作用为晶体形貌的主控因素之一,但不是晶格结构的决定因素．复合材料断面电镜照片表明其为层状结构。     

甲壳素和壳聚糖在生物矿化和模拟矿化过程中的调控作用研究进展

生物矿化材料一般由95%的无机物和5%的有机质组成,具有普通无机材料无可比拟的力学性能、光泽及特殊功能,这些特性源于细胞的调控和有生物活性的有机高分子对无机物结晶和形貌的精确控制.本文综述了甲壳素及其衍生物壳聚糖在生物矿化领域(生物体内和体外模拟)的作用研究进展.     

生物矿化、仿生合成与形貌调控

介绍了生物矿化材料的种类、结构、特点、形貌调控原则以及基于微生物、蛋白质、多肽、氨基酸和核酸等晶体调节剂的生物矿化材料的合成,总结了近年来生物矿化和彷生合成领域的研究进展.     

苯在Pluronic F127和P123胶束水溶液中的增溶动力学

发展了不分离胶束的增溶动力学数据分析模型,以此考察苯在F127和P123胶束水溶液中的增溶动力学行为.实验发现,这二种胶束增溶苯的速度较快,温度升高进一步促进了增溶.     

醇-水混合溶剂中双亲水嵌段共聚物对CaCO3粒子形貌的调控

合成形态、大小及结构受到人为调控的无机材料是现代材料科学的一个重要研究方向, 通过生物模拟方法可望实现各类有机添加剂及模板对无机物形貌与结构的有效调控[1,2]. 近年来, 一类新型的无机晶体生长调控剂--双亲水嵌段共聚物[3]已成功地用于多种无机粒子形貌的有效调控. 双亲水嵌段共聚物由2个与无机表面亲和作用不同的亲水链段构成, 在其水溶液中, 已实现了具有一系列特殊形貌的碳酸钙[4~6]、磷酸钙[7]及硫酸钡[8]粒子的生物模拟合成. 人们已陆续报道了在多种有机添加剂及模板作用下典型的生物矿物CaCO3的生物模拟合成[9,10]. 我们曾系统地研究了水溶液中双亲水嵌段共聚物对CaCO3粒子形貌的调控作用[6],最近又在双亲水嵌段共聚物-表面活性剂混合溶液中合成出具有新颖形貌(如空壳状等)的CaCO3粒子[11]. 本文考察了醇-水混合溶剂中双亲水嵌段共聚物对CaCO3粒子形貌的调控作用, 初步揭示了溶剂特性对该调控作用的显著影响.     

Mesoporous mixed metal oxides derived from P123-templated Mg-Al layered double hydroxides

We report the preparation of mesoporous mixed metal oxides (MMOs) through a soft template method. Different amounts of P123 were used as structure directing agent to synthesize P123-templated Mg-Al layered double hydroxides (LDHs). After calcination of as-synthesized LDHs at 500 °C, the ordered mesopores were obtained by removal of P123. The mesoporous Mg-Al MMOs fabricated by using 2 wt% P123 exhibited a high specific surface area of 108.1 m²/g, and wide distribution of pore size (2-18 nm). An investigation of the “memory effect” of the mesoporous MMOs revealed that they were successfully reconstructed to ibuprofen intercalated LDHs having different gallery heights, which indicated different intercalation capacities. Due to their mesoporosity these unique MMOs have particular potential as drug or catalyst carriers.     

Two Gel States of a PEO‐PPO‐PEO Triblock Copolymer Formed by Different Mechanisms

Two gel states of a PEO‐PPO‐PEO (Pluronic P103) triblock copolymer in water are investigated using small‐angle X‐ray scattering, rheology and differential scanning calorimetry. The first gel state turns out to be the hexagonal microphase while the second gel state, showing turbidity change with four distinct regions, is somewhat disrupted. The second gel is moreover not thermoreversible as evidenced by rheology. Based upon the present study, two different gelation mechanisms for aqueous PEO‐PPO‐PEO solutions are proposed.     

P123(PEO20-PPO70-PEO20)嵌段共聚物水溶液物理凝胶化行为的耗散粒子动力学模拟

采用耗散粒子动力学(Dissipative particle dynamics, DPD)方法研究了P123(PEO20-PPO70-PEO20)嵌段共聚物水溶液常温下的物理凝胶化行为. 在体积分数(2%~10%)较低时, P123在水溶液中形成球形胶束. 当P123的水溶液体积分数升高到20%时, 会形成柱状胶束. 在P123的水溶液体积分数为30%和40%时, 观察到具有三维网络结构的凝胶. 这些模拟结果不仅与实验结果一致, 而且证明了耗散粒子动力学方法是一种非常适合研究物理凝胶化行为的重要方法. 另外, 在P123的水溶液体积分数为40%时, 研究了凝胶随着时间发展的形成过程.     

水溶液中Pluronic嵌段共聚物聚集行为的介观模拟

通过介观动力学方法(MesoDyn)研究了低浓度下的三嵌段共聚物PEO27PPO61PEO27 (P104)水溶液的聚集行为, 讨论了聚合物浓度、模拟时间对P104水溶液相行为的影响. 在聚合物浓度较低(φ<35%)的情况下, 可以形成三种不同的胶束聚集体：球形胶束(spherical micelle)、胶束簇(micellar cluster)和盘状胶束(disk-like micelle). (1) 球形胶束(5%-10%, φ), 模拟的胶束结构表明疏水的PPO嵌段形成球形内核(micellar core), 而亲水的PEO嵌段形成核壳(micellar corona), 并有水分子存在内核和核壳之中；(2) 胶束簇(11%-15%, φ), 由于球形胶束之间的缔合, 形成直径明显高于球形胶束的聚集体, 其半径比球形胶束大1 nm左右；(3) 盘状胶束(16%-25%, φ), 胶束簇核壳PEO嵌段之间的相互缠绕, 形成了成串的类似盘状的胶束. 模拟中有序参数随浓度的变化证明了这种结构划分的合理性.     

芘在Pluronic两亲嵌段共聚物胶团中的增溶

用稳态荧光法研究芘（Py）在Pluronic两亲嵌段共聚物胶团水溶液中的增溶,结果表明共聚物分子中的PPO实际含量越大,越有利于Py的增溶。加入无机盐KCl导致生成了表面较少水化的较大胶团,并且由于KCl解离产生的离子使溶剂极性增加,这些因素促进了Py的增溶。     

Pluronic嵌段共聚物F127和P123胶束对萘、蒽、芘的增溶

35℃时F127和P123在ccm后可生成内核PO成分分别为92.7%和94.5%的胶束,后者胶束内核体积为前者的2.8倍.稠环芳烃和空胶束的第一步缔合平衡常数K₁值均随萘、蒽、芘顺序逐渐增大.萘、蒽、芘在每个F127和P123胶束中的增溶量均随胶束内核体积增大而线性增加,每个PO基团对应的增溶量比十二烷基磺酸胶束内核中相同体积对应的增溶量约大近2倍.Pluronic胶束除与稠环芳烃间具有强相互作用力外,所形成的大内核是导致大增溶量的重要因素.     

Pluronic嵌段共聚物F127胶团对布洛芬的增溶(英文)

研究了PluronicF127胶团溶液对药物布洛芬(IBU)的增溶作用.通过芘探针荧光法测定了不同温度下F127在水溶液和0.01mo·lL-1pH7.4磷酸盐缓冲生理(PBS)溶液中的临界胶束浓度(cmc),采用高效液相色谱(HPLC)测定了F127溶液中布洛芬的溶解度,并依据公式计算了增溶参数(摩尔增溶量c和胶团-水分配系数K),考察了温度、溶剂和F68的加入对F127胶团化行为及其对布洛芬增溶作用的影响.结果表明:布洛芬的溶解度随F127质量分数的提高线性增加;随着温度升高,cmc急剧下降,胶团内核的疏水性增强,χ和K稍有增大;与水溶液相比,在PBS溶液中cmc减小,χ几乎不变,K显著降低;F68的加入对F127胶团的性质几乎无影响,对增溶的影响也不明显.对增溶参数的分析表明,K反映的是药物布洛芬的性质,χ则可反映嵌段共聚物F127的溶解效能,并证实了布洛芬是通过F127胶团的内核和栅栏层而实现增溶的.     

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．