疏水缔合聚合物分子量分布曲线的测定

在体积百分浓度为50%1,3-丙二醇、0.2 mol/L Na Cl和水溶剂条件下,消除疏水缔合聚合物(HAWSP)溶液中疏水缔合作用,屏蔽溶液中的聚电解质效应,使HAWSP分子在稀溶液中处于单分子分散状态.然后利用膜孔径分离原理,选择不同孔径的微孔滤膜,用微孔滤膜流动实验装置对疏水缔合聚合物进行分级,将不同分子量的聚合物分离开来.用二次方程拟合滤出液质量-过滤时间关系曲线得到各级分聚合物溶液的质量,以分光光度法测定各级分聚合物溶液的浓度,根据质量和浓度计算得到各级分的累积百分含量.结合静态光散射和毛细管法标定了疏水缔合聚合物Mark-Houwink方程[η]=0.182M~(0.586),用于准确测定疏水缔合聚合物各个级分的分子量.选择四参数方程曲线,根据各级分的分子量M和累积百分含量W,得到分子量的分布曲线.与动态光散射分析进行比较的结果表明,两种方法测试结果一致.     

丙烯酰胺-苯乙烯双亲嵌段共聚物的微结构及水溶液行为

通过改变丙烯酰胺(AM)与苯乙烯(St)的投料比、苯乙烯与表面活性剂的加入量之比及引发剂加入量,在微乳液中制备了分子链微结构系列变化的丙烯酰胺-苯乙烯双亲嵌段共聚物(PAM-b-PSt),用荧光探针法与表面活性测定法详细地研究了共聚物中PSt嵌段长度、含量及分子量等微结构因素对共聚物在水溶液中的疏水缔合性与表面活性的影响.结果表明,当共聚物水溶液的浓度高于临界缔合浓度时,PAM-b-PSt的疏水缔合作用以分子间的缔合为主.若共聚物中PSt嵌段含量及分子链长一定时,随着PSt疏水嵌段长度增长,PAM-b-PSt的疏水缔合性增强,而对共聚物的表面活性影响很小.若共聚物中PSt疏水嵌段长度及分子链长一定时,PAM-b-PSt的疏水缔合性随着PSt嵌段含量的变化而变化,当PSt嵌段含量一定时,使大分子链之间产生最强的疏水缔合作用;而其表面活性则随着PSt嵌段含量的增大而增强.若共聚物中PSt疏水嵌段长度及含量一定时,分子量对其表面活性有较大的影响,分子量越高,表面活性越差;同时,在较稀的溶液浓度范围内,分子量对PAM-b-PSt的疏水缔合性的影响则很小.     

木质素基高效减水剂GCL1-JB的分子量测定

分别采用静态光散射法(SLS)和凝胶渗透色谱法(GPC)测定了木质素基高效减水剂GCL1-JB的分子量(Mw).由于GCL1-JB直接溶于水中存在聚电解质效应和聚集现象,SLS法测得的分子量(Mw,SLS)远大于GPC测得的分子量(Mw,GPC).为了通过SLS测得GCL1-JB的真实Mw,在GCL1-JB溶液中加入NaCl来屏蔽GCL1-JB的聚电解质效应,并采用0.45μm的微孔滤膜滤除GCL1-JB聚集体.GCL1-JB的动态光散射测试中存在2个扩散峰:快模式峰和慢模式峰.快模式峰对应GCL1-JB的单分子行为,而慢模式峰对应GCL1-JB的聚电解质效应和GCL1-JB聚集体.GCL1-JB动态光散射的慢模式峰随着NaCl的不断加入和进一步的过滤处理而逐渐减弱.当NaCl在溶液中的浓度达到0.1 mol/L,动态光散射的慢模式峰完全消失.在没有慢模式峰存在的条件下利用SLS测得GCL1-JB的绝对分子量为121300,这个分子量被认为是GCL1-JB单分子的真实分子量.然而该条件下SLS法测得的Mw,SLS仍然比GPC法测得的Mw,GPC大,这是由于GCL1-JB与GPC标样NaPSS的构象差异引起的.GCL1-JB的分子构象比NaPSS的更卷曲,所以用NaPSS作为GPC标样得到Mw,GPC比GCL1-JB的真实分子量小.本研究提出了一种利用SLS准确测量GCL1-JB的Mw的方法,对存在聚电解质效应和聚集现象的木质素及其衍生产物的绝对分子量测定具有普遍的借鉴意义.     

疏水基改性聚丙烯酰胺的合成及溶液性质

利用自由基胶束聚合法,由丙烯酰胺和甲基丙烯酸十八酯共聚合成了疏水缔合型水溶性聚合物.通过红外光谱表征了共聚物的结构,考察了共聚物浓度、盐浓度、剪切速率以及温度对共聚物溶液性能的影响.试验结果表明,聚合物质量分数大于临界缔合浓度(2%)时,溶液的粘度急剧增大;疏水缔合聚合物溶液的表观粘度随着溶液中NaCl质量分数的增加而增大.     

疏水缔合水溶性聚合物P(AM/NaAA/DiAC16)的合成与性能

以双烯丙基胺和1-溴代十六烷为原料合成了疏水单体N,N-双烯丙基十六胺,采取前加碱二元胶束共聚-后水解法合成了三元疏水缔合水溶性聚合物聚(丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-双烯丙基十六胺)[P(AM/NaAA/DiAC16)],用FTIR、1H-NMR进行了结构表征;以芘为荧光探针,利用稳态荧光光谱法、粘度法研究了P(AM/NaAA/DiAC16)在水溶液的缔合行为.当x(DiAC16)=0.10～0.40 %时,在30℃、1mol·L-1NaCl溶液中,其Huggins常数KH小于0.80(144～0.294),表明稀溶液中缔合作用较弱.随聚合物浓度、疏水单体用量的增加,P(AM/NaAA/DiAC16)在二次蒸馏水中、1.000 mol·L-1 NaCl水溶液中,I1/I3值减少;在矿化度为19 334 μg/g盐水溶液中,水溶液的表观粘度增加、临界缔合浓度降低.结果表明,P(AM/NaAA/DiAC16)缔合行为取决于聚合物浓度、疏水单体用量及介质的极性.     

NaCl对疏水缔合聚合物溶液性质的影响研究

研究了NaCl对疏水缔合聚合物溶液性质的影响。结果表明,所合成的疏水缔合聚合物的特性粘数随NaCl浓度的增加而降低,其表观粘度则先降低后增加,继续增加NaCl浓度,溶液粘度降低,但仍保持很高的粘度。环境扫描电镜(ESEM)研究表明,疏水缔合聚合物在去离子水体系中会形成网状结构,而在NaCl浓度为5g·L-1的溶液中,ESEM照片显示疏水缔合聚合物的结构为致密的树枝状结构,且存在一临界缔合浓度。     

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.     

丙烯酰胺-苯乙烯双亲嵌段共聚物水溶液的粘度性能

通过改变丙烯酰胺 (AM)与苯乙烯 (St)两单体的投料比 ,在微乳液介质中制备了分子组成系列变化的丙烯酰胺 苯乙烯双亲嵌段共聚物 (PAM b PSt) ,使用旋转粘度计测定了共聚物水溶液的表观粘度 ,详细考察了共聚物浓度、共聚物链结构、剪切速率、盐度及温度等因素对共聚物水溶液表观粘度的影响规律 .研究结果表明 ,由于PAM b PSt分子链中的PSt疏水嵌段链段之间具有强的疏水缔合作用 ,导致其具有独特的流变性能 .当共聚物水溶液的浓度高于某一临界值后 ,疏水缔合作用以分子间的缔合为主 ,大分子链之间会形成动态物理交联网络 ,增大了流体力学体积 ,使PAM b PSt水溶液可产生良好的增稠性能 ;疏水缔合作用是一吸热过程 ,升高温度有利于分子间的缔合 ,因此PAM b PSt水溶液具有良好的耐温性 ;聚合物水溶液中盐类物质的存在 ,会增强溶剂的极性 ,有利于分子间的缔合 ,使PAM b PSt水溶液具有良好的耐盐性 .     

水溶液中P(AM-co-PEBA)聚合物对Tb3＋离子荧光增强作用

考察了Tb3＋离子在模板法合成的疏水缔合水溶性聚合物聚丙烯酰胺/4-(ω-丙烯酰氧乙氧基)苯甲酸(P(AM-co-PEBA))溶液中的荧光增强行为. 在溶液中P(AM-co-PEBA)通过羧基的络合作用及疏水缔合作用, 改变了 Tb3＋离子所处微环境, 降低了Tb3＋离子络合水的个数, 提高了Tb3＋离子荧光强度. 聚合物中PEBA含量增加或PEBA以微嵌段结构存在, 这一微环境效应得到增强. 另一方面, 聚合物P(AM-co-PEBA)分子内具有紫外光捕获基团, 可通过“天线效应”与Tb3＋离子进行能量传递, 进一步提高了Tb3＋离子的荧光强度.     

兼具有强阴离子性与疏水缔合性的丙烯酰胺三元共聚物

在微乳液介质中实施了丙烯酰胺 (AM)、苯乙烯 (St)、2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸钠 (NaAMPS)的共聚合 ,制备了既含有强阴离子性基团 (—SO3Na)又含有疏水基团 (St)的丙烯酰胺三元共聚物AM NaAMPS St;通过红外光谱法、紫外分光光度法及元素分析法对共聚物的结构及组成进行了表征 ;稀释外推粘度法测定了共聚物的特性粘数 ;测定了共聚物纯水溶液及盐水溶液的表观粘度 ;荧光探针法考察了三元共聚物的疏水缔合性以及离子基团对疏水缔合性的影响规律 .实验结果表明 ,在聚丙烯酰胺 (PAM )分子主链上同时引入强阴离子性基团与疏水基团后 ,阴离子的电粘效应与疏水基团的疏水缔合作用相互协同 ,会使共聚物水溶液的黏度显著提高 ;盐溶液对疏水缔合作用的增强效应与强阴离子基团对盐的较大容忍度相互结合 ,会使共聚物水溶液的抗盐性能明显得以提高 ;大分子链上的强阴离子基团磺酸根的存在 ,在一定程度上会削弱疏水基团之间的疏水缔合作用 ,即对疏水基团的疏水缔合行为会产生一定的负性影响 .     

偶氮聚电解质在水性介质中的聚集行为和光响应性研究

研究了一种侧链型偶氮聚电解质(PPAPE)在水溶液和水/四氢呋喃混合溶液中的缔合及聚集行为.利用紫外光谱检测了缔合体的形成过程.通过测定不同浓度下溶液的表面张力确定PPAPE在水溶液中的临界聚集浓度,并利用透射电镜对PPAPE聚集体直接进行观察.研究表明,PPAPE的疏水性偶氮生色团在适当的条件下会发生缔合,并进一步聚集成具有纳米尺寸的微球.伴随缔合体的形成,PPAPE的紫外最大吸收峰位置明显蓝移,而且这种缔合行为使PPAPE的光色效应明显减弱.尽管溶液pH值对PPAPE的光色效应也有明显的影响,但作用机理有本质的区别.     

疏水缔合效应对聚丙烯酰胺类水溶液结构和流变性质的影响

以聚合物驱油为背景,研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)和缔合型部分水解聚丙烯酰胺(AHPAM)水溶液的结构与流变性质的差别.通过粘度法和静态激光光散射法得到了所分析的聚丙烯酰胺的分子量,用动态激光光散射法和粘度法分析了特定AHPAM分子缔合形态,并用流变学法测定了AHPAM在地层温度与矿化度条件下的线性粘弹性与非线性流变特性.着重讨论了临界缔合浓度的概念,研究了结构和流变性质的关系,以及分析了缔合对聚合物驱油的可能影响.实验结果表明,AHPAM水溶液在宽浓度范围存在分子缔合;一般临界缔合浓度的概念实际反映在进入亚浓溶液范围分子间缔合的效应,剪切速率约为10 s-1时,剪切粘度突降数倍,反映缔合结构在剪切场中的变化,该现象在高缠结浓度下较不明显;拉伸粘度随拉伸速率变化与HPAM定性不同,该拉伸特性反映了疏水缔合近程作用的本质.     

疏水缔合聚丙烯酰胺在盐水中的自组装行为

使用静态光散射、动态光散射以及原子力显微镜(AFM)研究了疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)在盐水溶液中的自组装行为.研究了聚合物分子在不同盐浓度中的表观重均分子量(Mw,a),均方根回转半径(),流体力学半径(),第二维里系数(A2)的变化,并根据/的比值得出聚合物分子的聚集形态.实验结果表明:随着盐浓度的增强,聚合物溶液的分子链由舒展变得卷曲.     

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.     

几种聚合物分子间激基缔合作用的研究

作者合成并纯化了聚[对苯二甲酸(聚四亚甲基醚二醇)酯](PPTMGTP)、聚[2、6-萘二甲酸(聚四亚甲基醚二醇)酯](PPTMGNDC)和聚[2,6-萘二甲酸(环氧丙烷-四氢呋喃共聚醚二醇)酯](PCPEGNDC)等三个新聚合物,测定了它们的凝胶渗透色谱和数均分子量,对它们在良溶剂和不良溶剂溶液中的荧光进行了研究, 严格地用实验证明了PPTMGTP溶液中链内非相邻激基缔合作用的存在, 进一步以链内非相邻攀基缔合作用为探针研究了高分子在溶液中的形态随溶剂和浓度的变化, 用激基缔合物荧光相对强度的浓度依赖性测出高分子线团开始感觉到邻近有其它线团存在而收缩的浓度C_s(PPTMGNDC氯仿溶液的C_s = 2.61×10^-3g/ml, PPTMGNDC乙酸乙醋溶液的C_s =4.0×10^-2g/ml)。首次提出用C.划分高分子溶液稀浓区和亚浓区的界限的新欢点,以链内非相邻和链间激基缔合作用为探针确定了高分子溶液链段空间密度趋于均一的浓度C⁺(PPTMGNDC级仿溶液C⁺ = 7.02×10^-2g/ml),认为C⁺是高分子溶液由亚浓区到浓区的转变浓度。     

两性聚电解质溶液的分子热力学模型和分子动力学模拟

从带电硬球混合物出发采用化学缔合理论建立了聚电解质和两性聚电解质溶液的分子热力学模型.用考虑溶剂的粘滞力和热浴随机力作用的分子动力学(MD)方法模拟了聚电解质和两性聚电解质溶液的渗透系数.对模型预测结果和MD模拟结果进行了比较,表明基于化学缔合理论的分子热力学模型可以用于聚电解质溶液和两性聚电解质溶液热力学性质的预测,对于均聚电解质溶液效果令人满意,对由直径不同的离子构成的聚电解质溶液,模型的预测效果变差,有待进一步改进.该模型对两性聚电解质溶液渗透系数的预测效果比对聚电解质溶液的预测效果更好.     

电子显微镜方法测定聚丙烯酰胺的分子量及分子量分布

用电子显微镜研究了聚丙烯酰胺的形态结构。将聚合物溶于正丙醇/水的混合溶剂中,用喷雾的方法制得单分子球粒,用电镜测定球柱尺寸,计算其数均,重均分子量及分子量分布。并讨论了沉淀剂/溶剂比例、溶液浓度及喷雾方法对所得结果的影响。     

两亲性香豆胶衍生物溶液中的缔合行为

以共价酯键方式将长链十二烷基与十六烷基引入羧甲基化香豆胶的大分子骨架上,制得了不同取代度的两亲性香豆胶衍生物(HmCmFG).采用稳态荧光法,通过探针芘的发射光谱与激发光谱研究了HmCmFG在NaCl溶液中的疏水缔合行为.结果表明:增加疏水烷基链长、提高烷基取代度或增大NaCl浓度均有利于疏水缔合作用的增强,使由芘激发谱中荧光响应值显著变化得出的临界缔合浓度降低.在一定HmCmFG浓度(cP)范围内,芘在疏水微区与水相中的浓度比值(cm/cw)与cnp成正比关系(n为幂指数),拟合计算的荧光响应曲线与实验结果相符合,得出芘的分配系数(KP)随疏水烷基取代度增加而增大.     

中东常压渣油热反应过程中沥青质的缔合性变化规律

用表面张力法研究了中东常压渣油热反应过程中正庚烷沥青质缔合性的变化。测定沥青质的不同浓度甲苯溶液的表面张力,利用溶液的临界胶束浓度表征沥青质的缔合性。定义蒸气压渗透法(VPO法)测得的沥青质平均分子量和表面张力法计算得到的平均分子量之比为沥青质的缔合度参数。结果表明,随着热反应的进行,在生焦诱导期内,沥青质的临界胶束浓度下降、沥青质缔合度参数增大,缔合性增强；达到生焦诱导期后临界胶束浓度上升、缔合度参数下降,缔合性下降。     

疏水缔合水溶性聚合物AO的溶液粘度行为研究

研究了稀溶液中疏水链链长、无机电解质NaCl和CaCl2对疏水缔合水溶性丙烯酰胺／甲基丙烯酰氨乙基-二甲基烷基溴化铵／丙烯酸钠共聚物(AO)在水溶液中的特性粘数和Huggins常数的影响，以及聚合物AO-8的特性粘数和Huggins常数随温度的变化。结果表明：在稀溶液中，无机电解质离子强度增大，共聚物AO在NaCl和CaCl2溶液中的特性粘数减小，Huggins常数增大。在亚浓溶液范围对聚合物质量分数、温度、剪切速率及NaCl含量对聚合物的水溶液表现粘度的影响进行了研究，观察到疏水缔合聚合物盐水溶液在NaCl含量提高的情况下，出现的增粘现象。