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聚乙二醇与十二烷基硫酸钠的相互作用的研究

杨晓明  
【摘要】: 本文研究了中性高分子聚乙二醇(PEG)与阴离子表面活性剂(SDS)在溶液中的相互作用。本文通过表面张力,电导,粘度等方法研究了PEG与SDS在溶液中的的相互作用。结果表明:当SDS的浓度较低时,PEG与SDS之间无相互作用,随着SDS浓度的增加,SDS开始以预胶束的形式结合到PEG上与PEG产生相互作用,定义这一点的浓度为临界结合浓度(CAC),CAC的确定可由表面张力,电导,粘度对SDS浓度曲线的第一个转折点来确定。当SDS的浓度继续增加到C_2时,SDS在高分子链吸附达到饱和后SDS自由胶束开始形成。在C_2点以后,溶液中SDS单体,SDS自由胶束,PEG-SDS复合物三者共存。PEG—SDS复合物较公认的模型为:PEG分子链缠绕在SDS预胶束的界面上,并且穿透到SDS预胶束的极性区,但不穿过SDS胶束的疏水部分。 由混合溶液的表面张力可知,在CAC点之前混合溶液的表面张力低于相同浓度时纯SDS溶液的表面张力,因此可以推测SDS与PEG都吸附到水溶液的表面上;CAC点到C_2点之间增加的SDS全部以预胶束的形式结合到PEG分子链上,不再吸附到溶液表面,因此混合溶液的表面张力对SDS浓度的曲线出现一个平台,同时PEG逐渐从气液界面向溶液内部转移直到气液界面只剩SDS。C_2点以后,由于PEG已被SDS吸附饱和因此加入的SDS不再吸附到PEG分子链上而继续吸附到气液界面,因此混合溶液的表面张力又开始下降直到与CMC点以后纯SDS溶液的表面张力一致。利用吉布斯吸附方程计算了两种溶质在气-液界面的吸附量,结果表明混合溶液的气液界面即有PEG又有SDS,进一步研究PEG与SDS在表面相中的相互作用研究表明PEG与SDS在气液界面有相互作用且PEG的分子量越大相互作用越强。 摘要 PEG与SDS之间的相互作用使得小分子SDS对PEG大分子在溶液中的分子 尺寸产生了影响。这种影响可以通过溶液的粘度和电导率来研究。特性粘数的 确定采用了两种方法,最终采用了接合点理论所确定的特性粘数数据来计算大 分子的均方末端距,研究结果表明,在CAC点之前,高分子的均方末端距与未 加入小分子时的均方末端距一样。在以C与C2点之间由于SDS以预胶束的形式 接合到PEG分子链上,SDS胶束之间的静电斥力使得分子链的均方末端距增加。 当PEG分子链吸附达到饱和以后,均方末端距的扩张达到一个最大值。电导率 的研究表明:吸附到PEG分子链上的预胶束的电离度较SDS自由胶束的电离度 大,因此可以推测预胶束的聚集数较SDS自由胶束的聚集数小。 研究了PEG在不同底液的气/液界面的单分子铺展膜的二/rs曲线。结果表 明,底液的性质对膜的可压缩性有一定的影响,且PEG在气/液界面上铺展膜的 平衡表面压及特性标度指数v受亚相溶液热力学性质的影响。


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