表面活性剂对污泥脱水性能影响的机理研究:Gemini表面活性剂与聚电解质相互作用的分子动力学模拟

表面活性剂可以与污泥表面的胞外聚合物(EPS)吸附形成胶束,释放出自由水和结合水,从而达到改善污泥脱水性能的目的.本文采用粗粒化的分子动力学模拟方法,研究了Gemini表面活性剂与EPS形成复合物的过程和结构.聚电解质链的亲疏水性对吸附过程有显著影响,亲水聚电解质链与Gemini表面活性剂吸附的主要驱动力为静电吸引,Gemini表面活性剂头基吸附在链上,尾链朝向溶剂;疏水聚电解质链与Gemini表面活性剂吸附过程由静电作用与疏水作用共同促进,Gemini表面活性剂以平行于聚电解质链的构型存在.Gemini表面活性剂联结基团长度对吸附过程的影响甚微;聚电解质链的电荷密度对亲水聚电解质链的吸附产生协同作用,对疏水聚电解质链的吸附不产生作用.     

Gemini表面活性剂与DNA在气/液界面上的相互作用

在气/液界面上, 阳离子表面活性剂可以通过静电作用与阴离子型的脱氧核糖核酸(DNA)分子形成复合膜, 并压缩沉积得到LB(Langmuir-Blodget)膜. 利用表面压-表面积(π-A)曲线、原子力显微镜(AFM)和石英晶体微天平(QCM)研究了阳离子Gemini表面活性剂([C₁₈H₃₇(CH₃)₂N⁺-(CH₂)_s-N⁺(CH₃)₂C₁₈H₃₇]·2Br^-, 简写为18-s-18, s=3, 4, 6, 8, 10, 12)与DNA(双链DNA(dsDNA), 单链DNA(ssDNA))之间的相互作用, 并对18-s-18在不同下相表面的分子面积进行了比较. 实验结果表明连接基团和下相的DNA对Gemini表面活性剂在气/液界面上的性质有很大影响. 此外, Gemini表面活性剂在界面上对DNA的吸附能力与它们之间的相互作用方式密切相关.     

铆接于固体表面的两性聚电解质链构象的分子动力学模拟

用分子动力学模拟研究了铆接于带电固体壁面上的两性无规共聚电解质链的构型及其随溶剂的介电常数、系统温度和带电壁面电场的变化。结果表明,聚离子链的构型取决于外电场对链节的作用、链内各链节间的静电作用和链节的热运动(温度)三者的综合作用结果。电场强度较低时,铆接聚离子链与非铆接聚离子链的构型变化类似。电场强度较高时,两性聚离子链构型更为舒展。溶剂介电常数减小,链节间静电作用增强,净电荷比较小的中性或非中性两性聚电解质链倾向于收缩,净电荷比较多的链则膨胀。温度的升高一般总是抵消电场和分子内静电作用的影响,当它占主导地位时将使聚离子链膨胀。     

卵磷脂类液晶乳液的性能

以卵磷脂为主乳化剂制备了一款液晶乳液。 该乳液在皮肤上具有良好的稳定性能,在皮肤表层停留6 h仍能保持完整的液晶结构,克服了一般液晶乳液中液晶织构无法在皮肤上长时间停留的问题。 液晶结构在皮肤温度范围内具有较高的稳定性,可为液晶乳液其他性能的发挥提供条件。 基于此,我们采用体外称重法研究了液晶乳液的锁水性,发现液晶乳液锁水性能明显优于传统乳液,实验7 h后仍能保持原有水分总质量的50%;体外透析实验证实,液晶乳液表现出显著的缓释性能且能释放完全,7 h后目标分子(水杨酸钠)释放率可达96%;耐温性能研究表明,液晶乳液耐高温性能及低温冻融性能优良,且温度对乳液中层状液晶的影响是可恢复的;采用离心法、高低温循环和高低温长时间(3个月)放置的方法探究了乳液储运稳定性,结果表明,液晶乳液产品储运稳定性极佳,便于实际的应用和储运。 该研究不仅可为开发多效的高端化妆品提供必要信息和参考数据,而且有望拓展卵磷脂类液晶乳化剂体系的应用范畴。