介观动力学模拟嵌段聚合物:形貌与动力学

用介观动力学方法对聚氧丙烯-聚氧乙烯(PPO-PEO)类嵌段聚合物溶液进行模拟研究,由该方法可直接得到聚合物水溶液体系的三维不规则介观形貌与动力学演变过程。该文讨论聚合物溶液浓度及嵌段聚合物组成等因素对溶液介观形貌和体系性质的影响,聚合物溶液体系的动力学演变过程以及相互作用参数和聚合物组成对其影响。研究结果表明:随着溶液浓度、疏水组分的减少,体系的介观形貌逐渐从凝胶向胶束状态过渡;聚合物水溶液介观形貌的形成可分为两个阶段:溶液体系很快形成凝胶或胶束形貌并在此后相对较长的时段内形貌发生微变,使体系能量不断降低,趋向平衡状态;聚合物PPO组分的增多或相互作用参数的增加,疏水核越容易形成,介观相分离越快。     

两性三嵌段共聚物溶液共混体系的相行为

利用格子自洽场方法,研究在选择性溶液体系中两亲性对称三嵌段共聚物混合比例对聚集性质的影响,并在不同浓度下构建了作用参数与混合比例的相图.计算结果表明:在聚合物浓度较低时,胶束出现的最小作用参数出现在ABA(A为疏水嵌段,B为亲水嵌段)两亲性嵌段共聚物混合比例较大时;在聚合物浓度较高时,胶束出现的最小作用参数出现在BAB两亲性嵌段共聚物混合比例较大时,上述结果说明分子链结构对两亲性嵌段共聚物聚集性质产生显著影响,并且这种影响与浓度有关.     

双亲双嵌段共聚物在选择性稀溶液中自组装形态的模拟退火研究

本文利用模拟退火方法模拟了双亲双嵌共聚物在选择性溶剂中的自组装过程 .研究了溶剂和聚合物之间的相互作用对处于溶液中的双嵌段共聚物聚集体的形状和大小的影响 .同时考察了球状 -杆状胶束之间的转变机制 .模拟结果表明 ,当溶剂和疏水嵌段之间的相互作用较小时 ,聚集物的形态是球状胶束 ,而且随着相互作用的增加 ,球状胶束的聚集数增加 .当溶剂和疏水嵌段之间的相互作用增加时 ,聚集物的形态将由球状变为杆状 ,并进一步变为洋葱状     

N-苄基-N-正丁基丙烯酰胺三元共聚物与SDS的相互作用

两亲聚合物与表面活性剂在溶液中能形成聚合物/表面活性剂复合物从而引起溶液性质发生重大变化。通过自由基胶束共聚法制备疏水单体为N-苄基-N-正丁基丙烯酰胺(BBAM)的三元共聚两亲聚合物P(AM-NaA-BBAM),并采用FT-IR进行结构表征。采用荧光探针法、黏度法、流变法研究P(AM-NaA-BBAM)与十二烷基磺酸钠(SDS)的相互作用,分析二者的相互作用机制。结果表明:SDS质量浓度较低时,P(AM-NaA-BBAM)与SDS通过形成混合胶束提高P(AM-NaA-BBAM)/SDS混合体系中疏水基团的缔合强度以及混合溶液的表观黏度和弹性;SDS质量浓度较高时,部分疏水基团单独增溶于表面活性剂胶束中从而破坏溶液的空间网络结构,疏水基团的缔合强度降低,混合溶液表观黏度及弹性降低。     

两性三嵌段共聚物溶液体系的相行为

利用格子自洽场方法,通过计算系统相图和比热,研究了在对称两性三嵌段共聚物溶液体系中聚合物浓度对胶束聚集的影响.计算结果表明,随聚合物浓度的增加,胶束临界温度升高,并且在这个温度以下,胶束进一步聚集的范围和均一溶液/胶束转变的宽度都与聚合物浓度有关.     

糖和氨基酸对聚乙二醇-b-聚-L-亮氨酸自组装行为的影响

用芘荧光探针技术和表面张力研究了共聚物胶束的形成及其临界胶束浓度(CMC);利用表面张力、原子力显微镜(AFM)和园二色光谱(CD)研究了葡萄糖和氨基酸对胶束的粒径分布、形态及聚乙二醇-b-聚L-亮氨酸溶液二级结构的影响.结果表明,在一定条件下聚合物可以形成稳定的球形胶束,在水溶液中嵌段共聚物主链主要以α-螺旋构象存在;葡萄糖和氨基酸对胶束的粒径分布、形态及聚合物溶液的二级结构不产生影响.     

双亲三嵌段共聚物在溶液中自组装形态的模拟

利用模拟退火方法模拟了对称的双亲三嵌段共聚物在溶液中的自组装过程．研究了溶剂和聚合物之间的相互作用对处于溶液中的三嵌段共聚物聚集体形态的影响；同时,对比了不同结构(ABA和BAB)三嵌段共聚物的自组装形态．模拟结果表明随着溶剂和疏水嵌段(B段)之间的相互作用(ε_(BS))的增加,共聚物自组装形态依次为球状、短柱状、柱状、短柱状、洋葱状．当溶剂和亲水嵌段(A段)之间的相互作用(ε_(AS))由-0．2变为0．0时,在较小的ε_(BS)值下出现上述胶束形态的转变．同时由模拟结果表明,与ABA相比,三嵌段共聚物BAB在较小的ε_(BS)值处出现上述胶束形态转变．     

两亲性嵌段共聚物合成及亲疏水链段质量比对自组装形貌的影响

通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法依次以丙烯酸叔丁酯和甲基丙烯酰氧乙基二茂铁甲酯为单体,以2-溴异丁酸乙酯为ATRP试剂合成了嵌段共聚物聚丙烯酸叔丁酯-聚甲基丙烯酰氧乙基二茂铁甲酯(PtBA-b-PMAEFc),再通过水解脱除叔丁基得到两亲性嵌段共聚物聚丙烯酸-聚甲基丙烯酰氧乙基二茂铁甲酯(PAA-b-PMAEFc)。通过氢核磁共振波谱(~1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)对分子的结构、分子量及其分布进行了表征,应用荧光分光光度计测定了聚合物的临界胶束浓度(CMC),通过动态光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)等仪器研究了分子在水溶液中通过亲疏水作用的自组装行为。研究结果表明两亲性嵌段共聚物PAA-b-PMAEFc的亲疏水链段比例对聚合物在水溶液中的组装形态具有重要影响,当亲水链段和疏水链段质量比较高时,形成囊泡等球状聚集体;当亲水链段和疏水链段质量比较低时,组装体倾向于形成棒状结构。     

聚N-乙烯基己内酰胺-b-聚己内酯嵌段共聚物胶束对碳酸钙晶体的生长影响

以CaCl2和Na2CO3为原料,研究了在聚N-乙烯基己内酰胺-b-聚己内酯嵌段共聚物(PNVCL-bPCL)胶束溶液中CaCO3的结晶生长行为,并探讨了共聚物分子量和胶束浓度对CaCO3晶体生长的影响.利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对CaCO3晶型及形貌进行了表征.结果表明,PNVCL-b-PCL共聚物中疏水性PCL链段的分子量和胶束浓度影响CaCO3的结晶过程,随着PCL链段和胶束浓度的增大,形成球霰石型CaCO3.     

复杂“星形”表面活性聚合物自组装行为的耗散粒子动力学模拟

表面活性聚合物因其改变溶液表面张力的功能,广泛应用于医疗以及化工领域.在溶液中表面活性聚合物自组装形成胶束形态决定溶液的流变性,影响自组装结构形成的因素是其研究的热点.采用耗散粒子动力学模拟方法,考察了多臂“星形”表面活性聚合物的自组装结构,通过改变表面活性聚合物链的亲疏水性,亲水基团和疏水基团的种类以及表面活性聚合物结构探索了各因素对“星形”表面活性聚合物自组装行为的影响.结果表明:“星形”表面活性聚合物能够自组装形成球形、层状、柱状/管状及囊泡胶束,溶剂条件、疏水链长度及亲疏水基团种类对胶束形态作用显著,囊泡变形规律受次级拓扑结构作用明显.     

用粘度法研究PMMA-g-PEO在甲苯中微胶束的形成

采用粘度法研究了甲基丙烯酸甲酯－氧乙烯两亲接枝共聚物（ＰＭＭＡ－ｇ－ＰＥＯ）在选择性溶剂中微胶束的形成,探讨了共聚物质量浓度、溶液温度、接枝链长、ＰＥＯ含量和共聚物相对分子质量对微胶束形成的影响。研究结果表明：随着共聚物质量浓度和溶液温度的变化,溶液粘度随之改变,接枝共聚物在溶液中的形态也发生变化;两亲接枝共聚物的接枝链长、ＰＥＯ含量和相对分子质量对临界胶束浓度有较大的影响。     

温敏性双亲二元共聚物的研制

用己内酯改性丙烯酸酯和丙烯酸，通过自由基聚合制备了具有温敏性的双亲二元共聚物(PAFn)，PAFn在选择性溶剂中自组装得到了聚合物纳米胶束溶液．对PAFn及胶束进行了一系列表征，研究了聚合物浓度、单体比、n值的变化等对胶束粒径的影响。同时研究了它们在醇／水介质中的相转变行为，荧光测试显示，通过自组装途径获得的胶束在醇／水介质中存在一个温度敏感区，具有明显的相转变温度．     

高分子混合物低至极稀浓度区间时的溶液粘度

测量了聚苯乙烯－聚（２,６－二甲基－１,４苯醚）混合物低至极稀浓度区间的甲苯溶液的粘度,以求更深入地了解链间相互作用对高分子混合物溶液粘度行为的影响。将高分子混合物视为单一溶质,先定量消除粘度测量中器壁效应的干扰,可以得到可靠２的混合物粘数据。混合物中异物高分子间的特殊相互作用的存在,可以用测量得到的特性粘数和总表观缔合常数相互对于高分子理想混合的理论预测的偏离来判定。     

STUDIES ON THE COMPATIBILITY OF PPO MULTI-COMPONENT BLENDS

The compatibility and phase morphology of poly (phenylcne oxide) (PPO) multi-componenet blends with poly (ethylene terephthalate) (PET) and polystyrene (PS) were studied using differentialscanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) and scanning electron microsopy (SEM) methods. The effect of glycidyl methacrylate-styrene copolymer (GMS), as a compatibilizer, on the morphology of the PPO blends has also been studied in detail. The influence of the moiecular weight of PET and the synergetic effect of the compatibilizers of GMS and phenoxy on the morphology were examined. The DSC and DMA results show that there are two distinct glass transitions correspondinig to PET and PPO existed, however, the Tg of PPO shifts toward lower temperature region due to the addition of GMS and PS. The SEM results reveal that PET component is as dispersed phases in the PPO matrix, part of which is located at the interfaces due to the interaction with GMS while PS is miscible in the PPO matrix. A significant     

粘度法研究SDS与PEO之间的相互作用

采用粘度法测定了不同温度下 ( 2 98 1 5K ,30 8 1 5K ,31 8 1 5K)阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠 (SDS)—水溶性聚合物聚氧乙烯 (PEO)体系在有无电解质 (NaOH)存在时溶液的宏观粘度 ,研究了SDS—PEO体系分子间相互作用对PEO构型的影响 ,得到了不同SDS—PEO体系的临界聚集浓度 (CAC)和聚合物饱和浓度 (PSP) ,并根据表面活性剂—聚合物体系相互作用模型计算了SDS胶束被吸附到聚合物PEO过程的吉布斯函数变 ,讨论了SDS—PEO体系分子间相互作用强度 结果表明 ,在所研究范围内 ,SDS—PEO体系有无电解质溶液的比浓粘度均随聚合物PEO浓度的减小而急剧升高 ,呈现典型的聚合电解质行为 ,而且SDS的浓度越大 ,电粘效应愈明显 由此可以推断 ,聚合物PEO与表面活性剂SDS之间主要是通过疏水键相互结合 ,PEO分子链处于更伸展的状态 NaOH的存在使聚合物PEO分子与胶束结合位置减少 ,聚集体的体积减小 ,或者介电常数增大 ,因此表现出电粘效应弱于不含碱的表面活性剂—聚合物体系 ,而且使其分子间相互作用强度降低     

阳离子表面活性剂CTAB/PVA相互作用机理研究

通过混合溶液的粘度行为,考察了水溶性中性聚合物聚乙烯醇(PVA)与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)之间的相互作用模型;解释了二者相互作用机理,修正并验证了离子型表面活性剂/中性聚合物相互作用模型,认为表面活性剂/聚合物混合溶液的粘度行为除了与聚合物和表面活性剂的浓度有关以外,还与表面活性剂胶束的电离程度有关,并提出了粘度与表面活性剂浓度、聚合物浓度以及表面活性剂胶束电离度之间的相关公式,所提出的模型与实验数据能够很好的相符。     

Synthesis of Silver Nanoparticle and Its Morphological Control

Silver nanoparticles with different morphologies were prepared in AgNO3 aqueous solution using nanocarbon as template medium and polymer surfactant as protecting agent in an ultrasonic field. The polymer surfactant polyvinylpyrrolidone ( PVP) was self-prepared and used directly in aqueous solution form. The molecular weight of PVP was measured by viscosimeter. The crystalline phase,component, size, and morphology of the as-synthesized silver naoparticles were characterized by XRD, TEM,FTIR, and Laser Granularity Instrument. The results indicated that ultrasonic was the key factor to deoxidize Ag+to be Ag°nanocarbon and polymer surfactants accelerated the deoxidization reaction course and controlled the agglomeration of freshly formed silver nanoparticles, the category of polymer surfactant had decisive effect on the morphology of as-synthesized nanoparticle. Well-defined dendrites silver nanoparticle could be attained when choosing PVP as surfactant in AgNO3 aqueous solution,while regular sphere silver nanoparticle could be synthesized in the presence of polyvinyl alcohol (PVA) surfactant.Moreover, the concentration of AgNO3 and ultrasonic action time also had obvious effect on the morphology of silver nanoparticle, low concentration of AgNO3 and long time of ultrasonic were not in favor of forming dendrite silver.     

Thermosensitive self-assembly behaviors of novel amphiphilic polyphosphazenes

A series of amphiphilic thermosensitive polyphosphazenes （PNIPAm-g-PPP） bearing N-isopropylacrylamide oligomers （oligo-PNIPAm） and glycine ethyl groups （GlyEt） as co-substituents have been synthesized via polymer substitute reaction. UV-visible spectra indicated that the aqueous solution of PNIPAm-g-PPP exhibited the lower critical solution temperature （LCST）. Furthermore, the LCST was seriously influenced by the substitution ratios of PNIPAm to GlyEt in the copolymer. The more GlyEt the copolymer contained, the lower LCST it had. The critical association concentration （cac） of copolymers was determined by fluorescence probe method. It was found that cac was decreased with increasing GlyEt content of polyphosphazene. Also the formation of self-assembled micelles or nano-particles was confirmed by TEM.     

Laboratory study of improving petroleum recovery by changing the wettability between the solid/liquid interface

The wettability of the solid powders (silica gel or Kaolin) was measured with the modified Washburn equation indicated as contact angles. The wettability changes for SDBS aqueous solutions on the surface of a silica gel or Kaolin powder were studied. The average aggregation number of the micelle in SDBS aqueous solution was measured by the fluorescence quenching method. Then the oil recovery of n-dodecane on the silica gel or the Kaolin surface was tested. The relationship between the wettability of the powder surface, the critical micelle concentration (CMC) of SDBS aqueous solution, and the mimic oil recovery of the resident oil on the powder surface has been explored. It has been found that the minimum contact angle (most hydrophilic condition) and the maximum oil recovery occurred near the critical micelle concentration (CMC) of SDBS while the interfacial tension between the SDBS solution and n-dodecane was far from ultra-low condition (≤10^-3 mN·m^-1).