收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

电中性聚合物与非离子表面活性剂TX-100分子有序组合体的相互作用研究

葛玲玲  
【摘要】: 由于独特的亲水、亲油的两亲性质,表面活性剂分子在溶液中可以自发地聚集形成胶束、囊泡、微乳液以及液晶等分子有序组合体。这些分子有序组合体具有独特的极性或非极性的微环境,其尺度至少在一维方向上是纳米级,同时,这些分子有序组合体是物质存在的重要形式,因此,表面活性剂在生命科学,材料科学,能源科学以及许多现代高新技术发展中扮演着重要角色。表面活性剂与高分子的混合体系,特别是水溶性聚合物混合体系表现出单一表面活性剂或者聚合物体系所不具有的奇特性质,并且混合体系的其宏观性质可以通过设计和改变聚合物的分子结构、组成以及链长加以调节,以满足特定领域的应用。目前,表面活性剂和高分子的混合体系在石油开采、纺织染整工业、日用化工、纳米材料制备和制药工业中己有广泛的应用。表面活性剂与聚合物之间的相互作用的研究受到越来越多的重视,并不断向纵深方向发展,即逐渐由对宏观性质的研究深入到对微观结构的探测,从经验规律的总结发展到分子、亚分子水平的研究。 本论文的工作是基于上述研究背景以及发展趋势展开的,选用了水溶性高分子聚乙二醇和聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯型嵌段共聚物,研究其与非离子表面活性剂胶束,微乳液以及层状液晶的相互作用机理。从分子水平阐明高分子与胶束、微乳液、液晶的作用模型,考察高分子的分子链长、组成,温度等物理化学条件对高分子/表面活性剂复合物的微观结构以及性质的影响,主要得到以下几方面的 结果: 1.以荧光非辐射能量转移(FRET)、核磁共振(NMR)、动态光散射(DLS)、冷冻蚀刻电镜(FF-TEM)等方法研究了非离子表面活性剂Triton X-100 (TX-100)/聚乙二醇(PEG)复合物的微结构。研究结果表明:TX-100和芘为较好的供体-受体对,不同分子量的PEG的加入均使TX-100分子的苯环与芘分子之间的平均距离增加,表明复合物中TX-100胶束的结构比自由胶束松散,胶束结构的改变与PEG分子量无关。而复合物的表观形貌取决于PEG的分子量(MW):分子量较小的PEG(MW 2000 Dalton)插入TX-100胶束的亲水基层或覆盖在胶束表面,形成球形复合物;分子量较大的PEG (MW 2000 Dalton)将同时与多个胶束作用,形成珊瑚状团簇。此外,体系的温度升高有利于TX-100/PEG复合物的形成,而直链醇不影响复合物的形成。 2.以核磁共振(NMR),动态光散射(DLS)以及等温滴定微量热(ITC)法考察了非离子表面活性剂TX-100与嵌段共聚物F127的相互作用。研究结果表明,F127与TX-100之间存在协同作用,形成TX-100/F127复合物,其微结构可以通过温度以及TX-100浓度调节。复合物的微结构随温度的转变(F127=20 mg/mL):在低TX-100浓度区域(9.42 mM),5 oC时F127链在TX-100胶束表面吸附形成以TX-100胶束为主体的复合物,温度升高,TX-100胶束解体,并插入F127胶束形成以F127胶束为主体的复合物;在中等TX-100浓度区域(9.42-94.85 mM),随着温度的升高F127/TX-100复合物的结构由以F127为主体解体转变为以TX-100为主体;在高TX-100浓度区域内(157.57 mM),F127与TX-100的相互作用达到饱和,体系中出现TX-100自由胶束。复合物的微结构随TX-100浓度的转变:在较低的温度(5-10 oC)下,F127单体吸附到TX-100胶束上形成复合物;15-25 oC范围内,TX-100的加入促进F127单体的聚集,与TX-100形成以F127为主体的复合物;30-40 oC范围内,少量的TX-100以单体的形式插入F127胶束形成以F127为主体的复合物,随着TX-100浓度的增加,F127胶束解体,复合物转变为以TX-100胶束为主体。 3.以动态光散射(DLS),核磁共振(NMR),荧光探针,以及红外光谱法研究了聚乙二醇(PEG)对TX-100/环己烷/H2O体系反胶束结构的影响。结果表明:TX-100在环己烷中形成非球形的反胶束,温度升高,反胶束转变为球形。PEG400溶解于反胶束的内核,并取代结合水与TX-100的EO链作用,诱导反胶束间融合形成较大的团簇。PEG的分子链越长,反胶束的粒径越小,越有利于诱导反胶束的融合。但是,PEG在反胶束中的溶解度随分子量的增加而减小。 4.以核磁共振(NMR),偏光显微镜(POM),小角X-衍射(SXRD)及冷冻蚀刻电镜(FF-TEM)等方法研究了PEG在TX-100/n-C8H17OH/H2O体系层状液晶(Lα)中的定位,以及在PEG诱导下Lα发生相转变过程中微结构的变化。非离子表面活性剂体系“液晶溶胀模型”的计算结果表明,绝大部分PEG分子溶解于Lα相的溶剂层,同时0.92-2.58 wt%的PEG分子渗透进入两亲双层。PEG在两亲双层中的渗透及在溶剂层中的无规团聚诱导液晶相向各向同性相转变。PEG分子链越长,诱导相转变的效率越高。此外,在TX-100/n-C8H17OH/PEG(aq)体系单相区域内,PEG对液晶结构的影响存在一个临界分子量,该分子量的PEG对液晶结构的影响最大。临界分子量的大小与溶剂层厚度无关。对于TX-100/n-C8H17OH/H2O体系PEG的临界分子量为2000。 5.以核磁共振(NMR),偏光显微镜(POM),小角X-衍射(SXRD)及流变性质的测量研究了三嵌段共聚物F127,P123与TX-100/n-C8H17OH/H2O体系层状液晶的相互作用。并与F127的疏水片段PPG4000,及亲水片段PEG4000与疏水片段PPG4000的混合物比较,以考察嵌段共聚物链的组成及构象对其与层状液晶相互作用的影响。结果表明:嵌段共聚物的疏水链及亲水连与层状液晶的作用同时导致层状液晶向各向同性相转变。在疏水作用力的驱动下,F127的PPO链段溶于层状液晶的两亲双层,使得两亲双层的厚度增加,表面活性剂分子排列的有序性下降,水在两亲双层中的渗透率增加。亲水链的长度影响了嵌段共聚物诱导层状液晶相向各向同性相转变的机理。较长的亲水链在溶剂层中的无规团聚导致液晶层弯曲,从而发生相转变;较短的亲水连则以助表面活性剂形式在两亲双层亲水基中定位,导致表面活性剂分子层间距增大,从而发生相转变。此外,嵌段共聚物疏水链及亲水链的拆分有助于相转变的诱导。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 冯少广;谢晓峰;尚玉明;靳豪;徐景明;周其凤;;磺化嵌段型共聚物在质子交换膜燃料电池中的应用[J];化学进展;2008年01期
2 王国建;薛冰;;聚醚酰胺嵌段共聚物的合成及表征[J];工程塑料应用;2009年06期
3 齐思;聚氨酯泡沫用有机硅匀泡剂[J];塑料工业;1975年04期
4 陈稀;付波涛;王依民;吴宗铨;;聚酯—聚醚系列嵌段共聚物结晶性能的研究[J];东华大学学报(自然科学版);1991年03期
5 董擎之;顾利霞;孙桐;;PEG-PET嵌段共聚物结晶行为的研究[J];化学世界;1991年09期
6 王漓江;表面活性剂的发展动向[J];皮革化工;1993年03期
7 ;改善了加工性能的白炭黑补强的轮胎胎面胶料[J];橡胶参考资料;2001年06期
8 王正梅;邓杰;;聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯嵌段共聚物的微相分离形态研究[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2007年02期
9 贺齐群;谢鹤楼;张海良;;含偶氮苯液晶链段的ABC三嵌段共聚物的合成与表征[J];湘潭大学自然科学学报;2007年02期
10 高彬;董申;曹永智;;制图外延法自组装有序纳米微结构的研究[J];机械工程师;2007年07期
11 钱伯章;;国内外动态[J];精细石油化工进展;2007年07期
12 黄永民;韩霞;肖兴庆;周圆;刘洪来;;嵌段共聚物自组装的研究进展[J];功能高分子学报;2008年01期
13 路显锋;刘志强;邢俊鹏;刘淑莹;;利用MALDI-TOF质谱技术研究MPEG-b-PCL两嵌段共聚物的嵌段长度及嵌段分布[J];高等学校化学学报;2008年06期
14 尤莉艳;赵英;王帅;吕中元;;顶盖驱动流中胶束形态变化的耗散粒子动力学研究[J];高等学校化学学报;2009年09期
15 邓鑫;王进;杨军;李笃信;;聚酰胺6-聚氨酯嵌段共聚物的合成及表征[J];合成树脂及塑料;2009年04期
16 彭秀琴;;大分子自组装-嵌段共聚物的研究进展[J];辽宁化工;2009年12期
17 王万杰;樊卫华;曹艳霞;陈金周;王经武;;嵌段共聚物熔体流变行为研究进展[J];高分子通报;2010年05期
18 王东瑞;王晓工;;偶氮嵌段共聚物合成、自组装与光响应性[J];化工学报;2010年07期
19 于新红;韩艳春;;双刚性共轭嵌段共聚物体系的自组装[J];中国科学:化学;2011年02期
20 唐林;宋颖;李冬梅;马晓燕;;嵌段共聚物自组装的研究进展[J];高分子通报;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何天白;;2011年度中国化学会“高分子科学邀请报告荣誉奖”获奖人报告 基于高分子软物质特性构建嵌段共聚物非平衡相[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
2 李跃;钱虎军;吕中元;;多分散性对嵌段共聚物相行为的影响[A];中国化学会第28届学术年会第7分会场摘要集[C];2012年
3 张蓉平;左彪;高杰;张丽;王新平;;分子水平研究AB及ABA型氟化嵌段共聚物甲苯溶液气液界面结构[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
4 卜伟锋;;基于多酸-嵌段共聚物的胶束和囊泡[A];2010中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2010年
5 孙德志;刘杰;魏西莲;张骞;郑利强;;两类阳离子表面活性离子液体与嵌段共聚物相互作用[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
6 何鹏;俞炜;周持兴;;烯烃嵌段共聚物微相分离的流变学研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
7 和亚宁;陈振;王阳;何薇;王晓工;;双亲性二芳烯嵌段共聚物的制备及其光控自组装[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
8 吕中元;张静;;利用嵌段共聚物自组装制备补丁粒子的计算机模拟研究[A];中国化学会第28届学术年会第15分会场摘要集[C];2012年
9 李晓;高军鹏;韩艳春;;利用超分子自组装和嵌段共聚物相分离制备波段可调及全波段抗反射薄膜[A];2010年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会(暨第十一次全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会)会议论文集[C];2010年
10 杨光;陈群;王源身;邬学文;;~1H-MAS方法表征PS-PI嵌段共聚物界面[A];第七届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1992年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王万杰;苯乙烯类嵌段共聚物及其共混物的黏弹行为研究[D];浙江大学;2006年
2 侯小东;新型光学活性聚苯乙烯-b-聚乳酸/纳米晶体杂化材料的化学、物理研究[D];上海交通大学;2009年
3 要旸;亲水性聚合物在基因载体、表面蛋白固定及蛋白结晶方面的应用[D];南开大学;2010年
4 杨柳;生物可吸收聚乳酸—聚乙二醇嵌段共聚物自组装纳米胶束药物控释体系研究[D];复旦大学;2010年
5 谷巨明;碘仿作链转移剂的氯丁二烯乳液聚合及嵌段共聚物合成研究[D];北京化工大学;2010年
6 张国杰;自洽场理论Fourier空间解法:ABC星型与线型嵌段共聚物相图计算[D];复旦大学;2009年
7 王育才;聚磷酸酯的控制合成及其在药物传递中的应用[D];中国科学技术大学;2010年
8 陈峥;新型含噻吩或咔唑发光聚合物材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2011年
9 魏正方;PPO(MePEG)-b-PLLA嵌段共聚物的结晶行为[D];复旦大学;2010年
10 王立权;共聚物的多尺度微相结构研究[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨小云;槲皮素聚已内酯—聚乙二醇—聚已内酯嵌段共聚物胶束的研究[D];河南大学;2010年
2 柏泽伟;嵌段共聚物与二氧化硅胶体粒子之间相互作用[D];吉林大学;2011年
3 王鑫;ATRP法合成含糖嵌段共聚物及其自组装研究[D];济南大学;2011年
4 张飒;NAS介导可酰胺化的环境敏感性嵌段共聚物的合成及相行为研究[D];陕西师范大学;2010年
5 魏芬芬;星型PLA-PEG嵌段共聚物的合成及其在药物负载中的应用[D];华南理工大学;2010年
6 刘旭;pH/温度响应性聚磷酸酯全亲水性嵌段共聚物的合成及应用[D];苏州大学;2010年
7 王帅;旋流场中胶束结构的计算机模拟研究[D];吉林大学;2010年
8 高明明;嵌段共聚物PS-b-PMMA在空气/水界面的聚集行为[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 曾文娟;两亲性聚己内酯嵌段共聚物的合成及其自组装行为研究[D];广东工业大学;2011年
10 韩晓宇;温度/双pH敏感性嵌段共聚物PDEAM-b-PDMAEMA-b-PMAA的ATRP及胶束化研究[D];陕西师范大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 沈向明;高效专用绿色[N];中国化工报;2002年
2 易继哲;SIS供不应求发展空间大[N];中国化工报;2004年
3 孙伯庆 栾瑛洁 孙宇;热塑性弹性体的现状与发展[N];中国化工报;2000年
4 乐天 编译;纳米存储10年内会有突破[N];计算机世界;2009年
5 组稿 李法瑞;高分子与现代生活[N];上海科技报;2010年
6 杨栋;吸湿排汗纤维织物染整加工[N];中国纺织报;2004年
7 平其能;纳米药物制剂的现状与未来[N];中国医药报;2002年
8 河芳;亚太地区PP市场行情[N];中国包装报;2004年
9 蒋中秋;聚氨酯胶黏剂的结构与性能[N];中国包装报;2009年
10 彭展;巴陵石化溶剂型粘合剂专用SBS新牌号国内领先[N];中国包装报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978