氧乙烯类表面活性剂体系的溶液化学、流变学和相行为研究

来源 :聊城大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fujinfa
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
用小角X射线衍射(SAXS)、流变学方法等手段,对多氧乙烯非离子表面活性剂Brij97在离子液体bmim-PF6、bmim-BF4中,Brij35在PEO-PPO-PEO两性大分子介质中的溶致液晶的形成、微观结构、动态流变性质,以及体系的相态展开研究,得到创新性结果。进一步用表面张力、动态表面张力等方法,研究了多氧乙烯非离子表面活性剂Brij97,Brij35的表面性质;用滴定微量热方法测定了新型合成阴离子表面活性剂—多氧乙烯脂肪醇醚磺酸盐(AE3SO3)与PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物复配体系的相互作用。 这些工作在表面活性剂的基础理论和实际应用方面,都具有重要的参考价值。论文包括如下六章内容: 1.氧乙烯类表面活性剂缔合结构在药物传输领域的研究现状参阅近10年间(大多是近5年来)的70余篇文献和专著,总结了药物载体领域的研究热点和最前沿问题,包括分子伞、纳米管、脂质体/DNA复合物、表面活性剂的超分子自聚集体等;进一步深入分析了氧乙烯类表面活性剂的分子定向聚集体在药物载体研究方面的现状:氧乙烯类表面活性剂已成为药物传输系统中的重要成分,聚氧乙烯嵌段共聚大分子胶束、POE非离子表面活性剂微乳液、以及氧乙烯基化两亲分子囊泡等,作为药物载体的研究已取得了突破性的进展。以药物载体为目标的氧乙烯类表面活性剂溶致液晶的研究报道还非常少,为此,作为本论文的研究课题,在论文的2、3部分,我们开展Brij97、Brij35在不同介质中的三元体系的相态及溶致液晶的结构与流变性质研究。 2.Brij97/离子液体/水体系溶致液晶的微观结构和流变性质表面活性剂聚集体的微观结构及其内部基团间的相互作用与聚集体的流变性质直接相关,用小角X射线衍射(SAXS)和流变学方法研究多元体系溶致液晶的相行为,是当前十分活跃的研究课题。离子液体(RoomTemperatureIonicLiquids)是目前提出的三大绿色溶剂之一,也是理想的药物模型和药物溶剂。离子液体体系的超分子自组装体化学是一个崭新的、十分活跃的课题。本章选择疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟化磷盐(bmim-PF6)和亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼盐(bmim-BF4)。研究了Brij97/bmim-PF6/H2O和Brij97/bmim-BF4/H2O体系的相行为、液晶的微观结构和动态流变性质。 研究发现,Brij97/bmim-PF6/H2O和Brij97/bmim-BF4/H2O体系的相行为有明显的异同点:相同点是两个体系都形成了胶束相、层状相和很大区域的六角液晶相;不同点是前者形成了较大面积的浑浊两相区,而后者只出现胶束相区。以上异同点从堆积因子和组分的互溶性质的角度进行了分析。 两个体系的六角相液晶的偏光结构有明显区别,bmim-PF6形成的六角相为大扇型结构,而bmim-BF4的六角相展现模糊纹理。SAXS测量和微观结构参数的计算表明,bmim-PF6在六角相中的增溶位置主要是表面活性剂的氧乙烯链部分;而bmim-BF4则主要增溶在水层。含有bmim-BF4的六角相与含有bmim-PF6的六角液晶相体系相比,(1)前者的晶胞参数明显大于后者。(2)前者的液晶结构参数as更小,反映表面活性剂的排列更紧密。(3)前者的动态模量(G’、G")更大。 对两个体系的六角液晶相开展温度效应的研究:SAXS证实,在-15~50℃范围内,两个体系均保持六角相结构。(1)在相对较高温度下,它们的晶胞参数a均不随温度而改变,而且一级峰的强度也基本不变,反映了六角相有序性的稳定。(2)在较低温度下,两体系的晶胞参数随温度表现出相反的变化趋势。随温度的降低,bmim-BF4体系的晶胞参数减小,而bmim-PF6体系的晶胞参数增大。(3)动态流变研究表明,随温度降低,两个体系的储能模量G的损耗模量G"都明显增大,反映了六角相的结构强度增大;随着这一变化,相交频率ωc减小,反映了液晶的结构更稳定。 3.Brij35/PEO-PPO-PEO/水体系溶致液晶的微观结构和流变性质表面活性剂复配体系,一方面可以形成更多更复杂的聚集体结构,另一方面,可以通过简单地改变组成而实现聚集体微区结构的调控和新结构的形成。因此,复配体系的相态及其聚集体的结构和性质研究一直是热点课题之一。本章选择多氧乙烯非离子表面活性剂Brij35/PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物AL-64/水三组分体系的相态及溶致液晶微观结构和流变性质的探讨。 此体系除可以形成L2,立方状液晶,六角状液晶,L1相外,还能够形成两种层状液晶。通过固定水的百分含量,测量不同比例Brij35与AL-64形成的液晶的流变性质发现,随着聚合物含量的增加,液晶的黏弹性逐渐减小,并且发现含水量在15%至45%的层状液晶具有比六角状液晶更高的弹性模量G,黏性模量G"。 4.微量热法研究多氧乙烯脂肪醇磺酸盐C12E3SO3与PEO-PPO-PEO体系的分子间相互作用在293.15K下用微量热法研究了阴离子表面活性剂C12E3SO3Na与三种水溶性非离子共聚物AL-61、AL-62、AL-64在水溶液中的相互作用。实验表明,随着高聚物m∶n值的增大,与C12E3SO3的相互作用逐渐减小。 测定了三种共聚物对C12E3SO3的临界胶束浓度(cmc)的影响和相关的热力学函数(△aggHm,△aggGm,△aggSm),研究表明,高聚物的加入使表面活性剂C12E3SO3的临界胶束浓度变小。水相中C12E3SO3与该系列高聚物的相互作用是吸热的,并且吸热量随着EO链与PO链的比例,即m/n值的增大而减小。在混合胶束的形成过程中,复配体系的焓变和熵变远远大于C12E3SO3的水溶液。 5.非离子表面活性剂Brij35气/液界面动态表面张力与吸附动力学研究通过对Brij35表面活性剂的平衡表面张力、动态表面张力(DST)的测定,考查了浓度、温度对其DST的影响,详细表征了DST随时间的变化过程,计算了动态表面张力的各种参数。 结合Word-Tordai方程计算了宏观扩散系数(Da)和吸附势垒(Ea)。对其吸附动力学模式进行了研究,探讨了DST参数的物理意义。结果表明,t*值越小,吸附势垒Ea越大,宏观扩散系数Da越小,表面活性剂分子越不易吸附在溶液表面。 在研究条件下,非离子表面活性剂Brij35在表面的吸附,吸附初期时(极短的时间内,t→0)为扩散控制模式;随着吸附的进行,逐渐转化为混合控制吸附。温度升高,吸附模式没有发生明显变化。 6.非离子表面活性剂Brij97水相表面的吸附动力学及其结构、温度效应通过对Brij97表面活性剂的平衡表面张力、动态表面张力的测定,考查了浓度、温度对其DST的影响和DST随时间的变化过程,计算了动态表面张力的各种参数。结合Word-Tordai方程计算了宏观扩散系数(Da)和吸附势垒(Ea)。对其吸附动力学模式进行了研究,探讨了DST参数的物理意义。结果表明,t*值越小,吸附势垒Ea越大,宏观扩散系数Da越小,表面活性剂分子越不易吸附在溶液表面。 在研究条件下,非离子表面活性剂Brij97在表面的吸附,吸附初期时(极短的时间内,t→0)为扩散控制模式;随着吸附的进行,逐渐转化为混合控制吸附。温度升高,吸附模式没有发生明显变化。 通过测定1.0×10-5mol/L的两种表面活性剂溶液的动态表面张力,发现EO链越长,t*越小,吸附势垒Ea越大,宏观扩散系数Da越小,表面活性剂分子越不易发生表面吸附。 总之,通过对氧乙烯类表面活性剂体系的溶液化学、相行为、液晶流变性质以及水相表面动态吸附机理的探讨,对离子液体化学、表面活性剂聚集体、表面活性剂复配和相行为的基础研究,获得了这类表面活性剂一些关于溶致液晶的形成和作为药物载体等方面具有重要价值的结论。
其他文献
金属有机框架(MOFs)是一类由有机连接体和金属节点(金属离子或簇)相互连接形成的结晶性多孔材料,同时兼顾有机分子和无机金属离子二者优异特性,具备结构多样性、可调控性和可修饰性,以及高表面积等优异性能,使其在多项领域中都具有巨大的潜在应用价值,成为21世纪最具有应用前景的材料之一。随着对MOFs功能的要求越来越严格,其研究重点已经发生了转移,不再刻意追求其结构的新颖性,而是逐渐向多功能化靠拢,致力
学位
高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)是小麦胚乳中一种具有多态性的蛋白质组分, 在面团中它们可以通过相互之间或与低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)之间形成二硫键来组成麦谷蛋白多聚
当今社会已经进入到了信息化发展时代,传统的报刊媒体面临着严峻挑战,加强报纸行业的创新势在必行,而版面作为报纸对外宣传的名片,对读者留下的第一印象具有决定性的作用,因
作为社会发展的副产物,环境污染变得日益严重。为缓解此问题,光催化降解污染物策略已发展成为一种有前景的污染控制方法。它利用太阳能、半导体光催化剂和分子氧推动反应。分子氧大量存在空气中,是最绿色经济的氧化物,但基态的分子氧呈现惰性,难以直接与大多数有机污染物反应。光催化则能通过半导体表面的光生电子活化分子氧,有效促进降解反应。然而,半导体表面活化分子氧的机理仍没有完全弄清楚,尤其是表面性质如何与分子氧
本研究力求创新性,试图开发新型的3DOM材料、新合成路线,同时对功能化材料性能进行研究,应用无乳化剂乳液聚合法,合成了粒径为442、453、603和676nm的单分散聚苯乙烯(PS)胶球;采用
在新传播时代来临之际,各种新型媒体跟随时代脚步,开始创新体制,实行改革,而对于新机遇的到来,我国广播电视编导工作该如何有效开展,本文将就这一问题展开具体论述,详细分析
噪声(布朗运动,涨落,随机力)可以在特定的场合下起到建设时空有序结构、减少信息丢失、探测微弱信号等建设性的作用,近年来这已经成为非平衡统计与非线性动力学领域内的共识。这
期刊
本研究为了使聚合物纳米微粒能在生物医学领域得到应用合成了一些聚合物纳米粒子并对它们的物理化学性质进行了表征。研究工作满足聚合物纳米粒子在生物医学领域应用的基
近些年来,随着我国经济的迅猛发展,能源的短缺,环境的污染,人民的生活、健康等问题越发严峻。本文是以提升二氧化钛纳米管(TiO2 NTs)的光电性能及其灭菌应用为研究方向,为实现