聚丙烯酰胺和表面活性剂相互作用的研究

<正>聚丙烯酰胺是一种应用十分广泛的水溶性高分子,如采矿、3次采油、油漆制造、污水处理、工业用水等.聚丙烯酰胺水溶液有很高的粘度,它能和有些化合物形成氢键.聚丙烯酰胺在实际应用中常常和表面活性剂复配使用以提高其效能,因此研究聚丙烯酸胺和表面活性剂的相互作用具有重要的理论和实践意义.     

Gemini表面活性剂与聚合物之间相互作用的研究现状和展望

Gemini表面活性剂是由2个单头单链表面活性剂在头基处或靠近头基处由连接基团通过化学键连接而成的一类表面活性剂,它具备许多优于传统单链表面活性剂的特征和性质,它的高效性可大大降低表面活性剂的用量.近年来,Gemini表面活性剂与聚合物之间相互作用的研究越来越得到研究者的关注.本文将综述Gemini表面活性剂与聚合物之间的相互作用,以期使研究者比较全面地认识此领域的研究进展.主要内容包括阳离子Gemini表面活性剂α,ω-(C_mH_(2m+1)N~+(CH_3)_2)_2(CH_2)_S(Br~-)_2(m-s-m)与聚电解质,非离子聚合物,以及疏水改性聚合物之间的相互作用;其他结构Gemini表面活性剂与不同聚合物之间的相互作用.最后对该领域发展方向进行了展望.     

用应力回复的实验方法来研究水解聚丙烯酰胺的黏弹特性

聚合物溶液在强化采油工业中有着十分重要的应用, 其独特的黏弹特性在提高微观驱油效率方面发挥了巨大的作用. 采用应力回复的实验方法对水解聚丙烯酰胺溶液的黏弹性进行了较为系统的研究. 研究表明水解聚丙烯酰胺溶液的黏弹性随浓度的增大而不断地增强; 随阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)含量的增加, 黏弹性降低; 氯化钠的加入对黏弹性有破坏作用.     

孪连表面活性剂

孪连表面活性剂是一类带有两个疏水链、两个离子基团和一个桥联基团的新型表面活性剂.它不仅具有极高的表面活性,而且具有很低的克拉夫特点和很好的水溶性.本文综述孪连表面活性剂的合成及物化性质,探讨其高表面活性的机理,并将孪连表面活性剂与正、负离子表面活性剂混合体系进行比较,提出将孪连表面活性剂扩展到氟碳表面活性剂,即合成氟碳孪连表面活性剂的可行性.     

无盐囊泡相结构及其模板效应

表面活性剂体系囊泡相的构筑、结构、形成规律和形成理论的研究是表面活性剂领域的研究热点之一. 无过量盐存在的阴/阳离子表面活性剂混合体系完全不同于阴/阳离子表面活性剂等量混合的含盐体系, 有其独特的性质. 结合我们自己的研究结果, 对无盐屏蔽的表面活性剂阴/阳离子混合体系形成的囊泡相的结构、性质进行了论述, 重点介绍了二价金属离子作为反离子的表面活性剂体系在水及室温离子液中所形成的囊泡聚集体, 以及其作为模板在纳米材料制备中的效应的初步探索.     

十二烷基磺酸钠-聚乙烯吡咯烷酮聚集体的形成和聚集数

几十年来,表面活性剂与水溶性聚合物相互作用的研究一直是非常活跃的课题。起初的工作主要集中在合成的表面活性剂与天然蛋白质(象明胶、血浆蛋白、血色素等)之间的相互作用。后来,人们发现很多生物现象与表面活性剂和蛋白质有关,例如合成的表面活性剂可导致病毒和酶的失活,并能阻止细菌的新陈代谢,这就进一步推动了该项研究的发展,特别是近几年表面活性剂和聚合物在3次采油中的应用,使得这项研究更具有实际应用价值。对于表面活性剂与聚合物的研究,过去的文章大多集中在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)-十二烷基硫酸钠(SDS)和聚氧乙烯(PEO)-SDS体系,而对于在我国油田中经常使用的烷基磺酸盐表面活性剂与聚合物的相互作用报道却很少。本文通过表面张力的测定以及稳态荧光方法研究了PVP对十二烷基磺酸钠(AS)聚集行为的影响,并且测定了不同表面活性剂和PVP的浓度下AS聚集数的大小。     

表面活性剂污染及其治理研究进展

表面活性剂的污染是城市污水治理的一个重大的问题 .运用物理、化学和生物的手段对表面活性剂进行治理的工作非常迫切 .微生物防治是一种行之有效的方法 ,科学家们对表面活性剂的生物降解进行了一系列探索 ,并已经取得了一定的成效 .在此基础上 ,作者从洗涤剂生产厂家的出水口处筛选到 2株能够在 5℃ ,pH 7.2的条件下快速降解低浓度表面活性剂 ( 1 0× 1 0 - 6)的高效菌株 ,对含表面活性剂生活污水进行预处理 ,2 4h内去除率可达到 90 %以上 .     

DNA与非离子表面活性剂复配体系水溶液聚集行为

自组装构建DNA的纳米复合物以提高其基因治疗效果,是目前化学、生物和医药学交叉领域的一个研究热点.本文研究了非离子表面活性剂十二烷基聚四氧乙烯醚(C_(12)EO_4)与DNA之间弱相互作用构筑的复配体系溶液聚集体,探讨了复配溶液聚集体的组装结构、相结构转变与性能.通过温度改变控制DNA与C_(12)EO_4相互作用过程,确定了复配体系溶液聚集体结构的可控转变,建立了一种可控的组装方法.研究结果对DNA与表面活性剂复配溶液聚集体的性质与结构的组装规律具有重要意义.     

纳米颗粒表面活性剂对T型微通道中液滴分裂的影响

液滴分裂是微通道中获得单分散小尺寸液滴的重要方法,纳米颗粒表面活性剂能够包裹液滴,是制备功能胶囊的潜在技术手段,研究纳米颗粒表面活性剂作用下的液滴分裂行为对于获得尺寸更小、分散性更好的功能液滴具有重要意义.本文通过微流体可视化实验和理论分析方法,研究纳米颗粒表面活性剂对液滴分裂的影响规律.在纳米颗粒表面活性剂作用下,液滴分裂存在阻塞分裂、过渡态分裂、非阻塞分裂、不分裂4种状态;通过分析液滴颈部宽度随时间的变化关系,得出纳米颗粒表面活性剂对液滴分裂的影响机理,即通过降低界面张力影响挤压颈缩速率;通过分析基于液滴尺寸与毛细数的液滴分裂状态分布相图,建立了液滴阻塞分裂与非阻塞分裂的临界转化理论模型.     

阴-非离子混合表面活性剂对黑麦草吸收菲和芘的影响

研究了水培体系中SDBS-TX100阴-非离子混合表面活性剂对黑麦草吸收菲和芘的影响. 结果表明, SDBS-TX100能促进黑麦草吸收积累菲和芘, 其作用机制是促进了黑麦草根对菲和芘的吸收. SDBS-TX100增强黑麦草吸收菲和芘的程度与混合表面活性剂配比、浓度以及有机污染物本身的性质等密切相关. 不同配比的SDBS-TX100在临界胶束浓度(CMC)附近对黑麦草吸收菲和芘的促进作用最显著, 并且较单一表面活性剂能在更大浓度范围内促进黑麦草吸收积累菲和芘. 随SDBS摩尔分数的增大, SDBS-TX100对黑麦草吸收菲和芘的促进作用增强, 其中对菲的促进效果更为显著; 当SDBS-TX100摩尔比为9:1时, 根中菲和芘的最大浓度分别是无表面活性剂对照处理的216和8.16倍.     

纳米颗粒表面活性剂对多孔介质中黏性指进现象的抑制

多孔介质中不稳定的两相驱替会导致黏性指进现象,对实际工业中的两相流动过程产生不利影响.已有文献证明水相中的表面功能化纳米颗粒和油相中的功能化基团聚合物可以在油水界面发生反应生成纳米颗粒表面活性剂,降低界面张力并诱发界面黏弹性.本文提出使用纳米颗粒表面活性剂抑制多孔介质中黏性指进的新方法,通过微流体可视化实验,研究了纳米颗粒表面活性剂对多孔介质中驱替界面特性的影响规律.结果表明,纳米颗粒表面活性剂可以有效抑制多孔介质中的黏性指进现象,驱替效率对比纯水纯油提高了约2.5倍.通过分析基于不同毛细数与黏度比下的驱替模式分布相图,得到了多孔介质中纳米颗粒表面活性剂稳定驱替和黏性指进两种驱替模式的转变界限,证明纳米颗粒表面活性剂驱替对比纯水纯油大幅提高了黏性指进出现的临界毛细数和黏度比,在不同的参数范围内对黏性指进都有显著的抑制作用,为多孔介质中黏性指进的抑制提供了新的思路.     

疏水链长和温度对阳离子单链和Gemini表面活性剂的自组装以及与牛血清蛋白相互作用的影响

利用等温滴定微量热方法研究了疏水链长和温度对六亚甲基-1,6-双(烷基二甲基溴化铵)(C_nC_6C_nBr_2)和烷基三甲基溴化铵(C_nTAB)这两个系列表面活性剂的自组装以及与牛血清蛋白(BSA)相互作用的影响.结果表明,随着疏水链增长,表面活性剂胶束化焓值(DH_(mic))变得更负,胶束化自由能(DG_(mic))的变化主要来自于胶束化熵变(DS_(mic)).温度对表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)影响不大,但对DH_(mic)影响较大,在所研究的温度区间内的DH_(mic)都是负的,而TDS_(mic)是正的,并且TDS_(mic)的绝对值明显大于DH_(mic)的绝对值,证明这些表面活性剂的胶束化过程都是熵驱动为主的.随温度升高,焓对胶束化过程的贡献越来越大,而熵贡献越来越小.多数表面活性剂与BSA相互作用的量热曲线呈现两个吸热过程和两个放热过程.疏水链长的变化会显著影响第二个吸热过程和第二个放热过程.温度会显著影响第二个吸热最大值的出现和强度.相比于单链表面活性剂与BSA之间的相互作用,疏水链长和温度对Gemini表面活性剂与BSA之间相互作用的影响更显著.     

介观动力学模拟和结合等温线研究十二烷基氧丙基-β-羟基三甲基溴化铵与黄原胶相互作用

将介观动力学模拟方法应用在表面活性剂/黄原胶(XC)体系中, 对阳离子表面活性剂十二烷基氧丙基-β-羟基三甲基溴化铵(C₁₂NBr)与XC相互作用的微观动力学及形成的聚集体构型进行了理论模拟研究, 并与具有相同亲水基团不同疏水结构的壬基苯氧丙基-β-羟基三甲基溴化铵(C₉phNBr)与XC之间的相互作用进行了比较. 结果表明, 两种表面活性剂和XC形成的聚集体构型均为具有螺旋特征的长棒状结构; C₉phNBr在XC上的缔合比C₁₂NBr更难, 需要更长的扩散时间. 此外, 还对两种表面活性剂在XC上缔合的动力学演变过程进行了详细的探讨, 并通过结合等温线的实验结果对模拟结果进行了验证.     

离子液体中构建溶致液晶

随着人们对于离子液体参与自组装行为的重视,表面活性剂在其中构建溶致液晶的研究日益深入.选择离子液体作为组装介质,可将其优良特性引入到溶致液晶中,从而达到改善体系性质、扩展其应用范围的目的.本文总结了阳离子季铵盐类表面活性剂(常规单链、双链及Gemini型)、非离子表面活性剂(烷基聚氧乙醚类及植物甾醇类)及Pluronic双亲嵌段共聚物等在离子液体中自组装构建溶致液晶行为的研究进展,用可以反映溶剂内聚能密度的Gordon参数,对不同离子液体中形成溶致液晶的差异进行了分析,并对该领域的发展趋势进行了展望.     

用Brewster Angle显微镜等方法研究聚乙烯吡咯烷酮与表面活性剂的相互作用

聚乙烯吡咯烷酮是一种水溶性聚酰胺(简写PVP),它具有优良的分散性和成膜性,特别是安全生理学特性受到人们的青睐,获得十分重要的应用.关于PVP和表面活性剂相互作用的研究也有报道,但对其作用机理阐述并不十分清楚.本文采用国内外最新的Brewster Angle显微镜和单分子膜技术的实验方法,测定了PVP与十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十二烷基甜菜碱(C_(12)BE)和辛基酚聚氧乙烯醚(Triton X-100)等四种典型类型表面活性剂的相互作用.结果表明PVP与它     

表面活性剂:化学世界古老又年轻的成员

<正>表面活性剂(surfactant)是一类结构特殊的有机化合物,历史悠久,种类繁多^[1,2].传统的表面活性剂分子结构中同时含有亲水和疏水两部分,因而具有降低水表面张力的能力——而这也正是它们名称的由来.在学科分类中,表面活性剂属于物理化学属下的胶体与界面化学的研究范畴;同时,又与其他学科有着千丝万缕的联系.比如:表面活性剂能够在溶液中自发形成高度有序的超分子结构,与热力学中的熵增定律背道而驰;各种自组装结构刚好处于纳米科学的研究范围,且能够被用来作为合成其他纳米材料的模板;     

生物表面活性剂和氨基酸或多肽构成的界面振荡

报道了一种由含生物表面活性剂的水相和含氮基酸或多肽的油相构成的油水界面振荡 .测定了由白氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、脯氨酸、赖氨酸、色氨酸或谷胱甘肽参与的液膜的电势振荡 .了反应物浓度和反应温度对振荡参数的影响及表面活性剂、氨基酸和多肽在振荡反应中的作用 .结合动力学模型和数值模拟 ,对油水界面振荡反应的机理进行了说明 .     

表面活性剂增敏型络合物显色反应机理的探讨

表面活性剂在分析化学中应用越来越广泛,其中以其对络合显色反应的增敏效应最引人注目。有关表面活性剂增敏机理的研究已有报道。如西田宏的胶束萃取理论,小原人司的电场集合体模型理论以及胶束催化理论等,多着眼于表面活性剂单方面的作用,并倾向于把增敏原因归结为高配位络合物的形成。实际上有的增敏体系并未形成高配位络合物,如镓     

部分交联聚丙烯酰胺用于毛细管凝胶电泳蛋白质分离

以高分辨低黏度可替换的部分交联聚丙烯酰胺作为毛细管凝胶电泳的分离筛分介质, 实现了溶菌酶、细胞色素C、核糖核酸酶A和胰蛋白酶4种碱性蛋白的基线分离. 该聚合物材料具有的动态涂渍能力减少了毛细管壁对蛋白质的吸附, 显著改善了分离重现性. 混合使用两种部分交联聚合物, 分离分辨率和塔板数获得进一步提高. 初步实验研究结合分离机制的解析, 这种具有多种优异性能的部分交联聚丙烯酰胺聚合物材料, 介于交联聚合物凝胶和非交联线性凝胶之间的一个中间状态, 有望在毛细管电泳以及微流控芯片电泳等生物分离领域发挥重要作用.     

高聚物EHEC与不同电荷表面活性剂的相互作用

高聚物O-乙基-O-(2-羟乙基)纤维素(英文缩写为EHEC)与表面活性剂之间相互作用的研究,国外已有报道,但对于其作用机理并不十分清楚.本文试图在已有工作基础上,采用不同于国外的实验方法及手段,对表面活性剂与EHEC之间的相互作用做更深入的研究.本文利用单分子膜技术,测定了十二烷基硫酸钠(SDS),十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),以及辛基苯基聚氧乙烯醚(TritonX-100)三类具有不同电荷的表面活性剂在高聚物EHEC的水溶液表面上成膜的π-A曲线,结果表明:在我们的实验条件下,高聚物EHEC都能不同程度地降低三类表面活性剂的表面张力,其中以CTAB的表面张力下降的最多.