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疏水缔合水溶性聚合物溶液微观结构与宏观流变性及表面活性剂的影响

李林辉  
【摘要】: 随着经济的迅猛发展,国民经济各个领域对水溶性高分子材料的需求越来越大。而疏水缔合水溶性聚合物因其独特的流变性能而成为近年来国内外研究的热点。疏水缔合水溶性聚合物能与表面活性剂分子在溶液中发生强烈的相互作用形成缔合复合物,在强化采油、洗涤、涂料、生物工程等领域都有着巨大的应用潜力。 本文主要通过对疏水缔合水溶性聚合物溶液流变性的研究,以及对盐、温及表面活性剂等影响因素的评价,并结合荧光光谱和冷冻蚀刻电镜对溶液微观结构的研究,得出以下结论: 1.证实了疏水缔合水溶性聚合物溶液中确实存在空间网络结构,这种网络主要是以聚合物链间的疏水微区为结点形成的; 2.证实了疏水缔合水溶性聚合物溶液的宏观流变性与微观结构之间存在必然的联系; 3.盐的加入,改变了聚合物溶液的极性以及聚合物链的静电斥力,从而引起疏水微区数量和微环境极性的变化,表现出复杂的流变行为; 4.利用荧光光谱,通过测定芘探针光谱特性随聚合物类型、结构及浓度的变化情况,发现疏水缔合水溶性聚合物即使在很低的浓度下,也会通过分子链上的疏水基团相互缔合而形成疏水微区,且聚合物浓度越高,形成的疏水微区的数量越大; 5.利用荧光光谱以及冷冻蚀刻电镜,发现表面活性剂SDS能与疏水缔合水溶性聚合物的疏水基团形成复合微区,从而使溶液中疏水微区数增多,体积减小,用“三阶段”模型能很好地解释其宏观流变性的变化; 6.NaCl通过电荷作用,改变表面活性剂的cmc,使疏水缔合水溶性聚合物/SDS复合溶液流变性相应地发生变化,调节各组分的比例,可以有效地控制溶液的表观粘度。 总而言之,本文通过实验证实了疏水缔合水溶性聚合物溶液中存在空间网络结构,这种结构赋予溶液特殊流变性及与表面活性剂作用的特殊规律。


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