分子模拟研究疏水段结构对阴离子型氟表面活性剂气/液界面结构的影响

氟表面活性剂广泛应用于工业各领域,表面活性剂的各种应用均与其在气/液界面的吸附层结构密切相关,探讨氟表面活性剂分子结构对气/液界面层结构的影响具有非常重要的应用价值和理论意义。文章采用分子动力学模拟探讨了阴离子型氟表面活性剂疏水段结构对其气/液界面结构的影响。研究结果表明含氟链段的长度影响阴离子表面活性剂PFOS的界面结构,当氟碳原子数目为8的时候,该表面活性剂在界面处形成有序性单分子吸附层。疏水段的氟化程度对PFOS链段在气/液界面层排布的有序性以及疏水链段角度分布影响较大。当氟化程度较高时,表面活性剂单分子层在界面有序性较好;随着氟化程度降低,表面活性剂单分子层有序性降低,表面活性降低。     

阳离子表面活性剂在一水硬铝石表面吸附研究

采用荧光探针法研究了在烷基伯胺和季铵盐阳离子表面活性剂在一水硬铝石表面吸附层结构，研究结果表明，低浓度且阳离子表面活性剂在一水硬铝石表面为静电吸附时，其表面微极性大，阳离子表面活性剂零星吸附于矿物表面，当阳离子表面活性剂浓度增加时，一水硬铝石表面的微极性降低，阳离子表面活性剂在一水硬铝石表面形成了胶束吸附，形成胶束的表面活性剂离子的数随其浓度的增加而增加，表面疏水性逐渐增强，直至完全疏水，随着烃链碳原子数的增加，阳离子表面活性剂在一水硬铝石表面形成胶束吸附的浓度降低，烷基伯胺为弱电解质，其在水溶液中同时存在烷基胺离子和分子，由于离子分子共同吸附，烷基伯胺比相同碳原子数的季铵盐在一水硬铝石表面形成的半胶束吸附的分子数多。     

高分子表面活性剂的研究现状

概述了近年来高分子表面活性剂研究的主要进展及现状，包括天然改性及化学合成类高分子表面活性剂。天然改性高分子表面活性剂主要介绍了纤维素类。纤维素类的改性是将带长链烷基的疏水性物质接枝到纤维素链段上，使其具有两亲特性来提高表面活性。目前超声波法是制备纤维素类高分子表面活性剂的一种新途径。对于化学合成类，由于单体种类选择和组成变化范围广，且合成手段多，因此品种较多。化学合成类的主要合成方法有两亲单体均聚、亲油／亲水单体共聚及在水溶性较好的大分子物质上引入两亲单体。目前，高分子表面活性剂领域的研究仍进展缓慢，在合成同时具有超高分子量和高表面活性的问题上还值得深入研究。     

刚柔嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装

嵌段共聚物在选择性溶剂中能够自组装形成"核-壳"结构的胶束,由于胶束的尺寸处于纳米量级,因此利用嵌段共聚物的自组装制备纳米材料已成为当今高分子科学和材料科学的重要研究课题.刚柔嵌段共聚物是指分子链中同时含有刚性嵌段和柔性嵌段的共聚物,它在溶液中通过不同嵌段对溶剂的选择性可以自组装成球形、棒状、囊泡等多种多样的纳米聚集体.本文简单介绍了嵌段共聚物和分子自组装的概念,总结了刚柔嵌段共聚物在刚棒选择性溶剂、柔性链选择性溶剂和非选择性溶剂中自组装的最新研究进展,并对刚柔嵌段共聚物在溶液中自组装的前景进行了展望.     

聚醚改性氟硅表面活性剂的合成与溶液性质研究

通过阴离子开环聚合和硅氢加成反应得到聚醚改性氟硅表面活性剂和聚醚改性硅氧烷表面活性剂;并用核磁和红外来表征其结构。对聚醚改性有机硅表面活性剂和氟硅氧烷表面活性剂以及全氟表面活性剂进行溶液性质的研究发现:全氟表面活性剂的最小表面张力最低,聚醚改性氟硅表面活性剂的最小表面张力比聚醚改性的硅氧烷要高;对于相同的亲水链段和疏水链段聚醚改性的氟硅氧烷,其临界胶束浓度(CMC)比聚醚改性硅氧烷小;聚醚改性硅氧烷亲水链段的长度增加,CMC减少;而聚醚改性氟硅氧烷的疏水链段长度增加,CMC增加。     

SDS对香豆素在SB-16胶束增溶行为影响

为了模拟药物香豆素在十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基磺基甜菜碱(SB-16)复配体系中的分配规律,采用分子动力学的方法模拟了香豆素分子(C-343)在SB-16水溶液中的增溶行为,在上述溶液的基础上又继续添加了表面活性剂SDS,并研究了SDS对香豆素在SB-16胶束增溶行为影响。研究结果表明,在298 K,101.3 kPa下的平衡条件下,C-343可以自发地增溶到SB-16球形胶束中。SDS分子的烷基尾链部分插入到SB-16球形胶束内部,并在SB-16表面形成一层疏水基团在内,亲水基团在外的SDS分子薄层。C-343分子在SDS分子的疏水作用和静电作用下,从SB-16胶束内部逐步迁移至SDS胶束的外层表面上。从理论证实了添加表面活性剂可以对药物分子在胶束溶液中的增溶与释放过程进行有效控制,以期为该类体系的试验研究提供理论依据。     

聚醚改性氟硅表面活性剂的合成与溶液性质研究

通过阴离子开环聚合和硅氢加成反应得到聚醚改性氟硅表面活性剂和聚醚改性硅氧烷表面活性剂;并用核磁和红外来表征其结构。对聚醚改性有机硅表面活性剂和氟硅氧烷表面活性剂以及全氟表面活性剂进行溶液性质的研究发现：全氟表面活性剂的最小表面张力最低,聚醚改性氟硅表面活性剂的最小表面张力比聚醚改性的硅氧烷要高;对于相同的亲水链段和疏水链段聚醚改性的氟硅氧烷,其临界胶束浓度（CMC）比聚醚改性硅氧烷小;聚醚改性硅氧烷亲水链段的长度增加,CMC减少;而聚醚改性氟硅氧烷的疏水链段长度增加,CMC增加。     

疏水缔合聚丙烯酸与TX-10的相互作用及流变性

系统研究了疏水缔合聚丙烯酸共聚物（HMPA）水溶液及在非离子表面活性剂（仲辛基酚聚氧乙烯醚,TX-10）存在条件下的流变特性和缔合行为。结果表明,HMPA水溶液存在一个聚合物网络结构完全形成的临界区域浓度C^＊＊,高于该浓度,溶液体系流变性将从粘性主导向弹性主导转变。TX-10对HMPA水溶液体系的模量和粘度影响结果表明,表面活性剂分子与聚合物侧链的疏水基团相互作用,在低浓度下促进分子内缔合向分子间缔合转变,构建了较强的网络结构,增加体系粘度;在高浓度下导致疏水基团的解缔合,破坏聚合物网络结构。     

一种新型高分子表面活性剂的性能评价

对一种新型高分子表面活性剂PS-1（丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯的三元共聚物）的增粘性能、稳泡性及洗油能力进行了实验室研究。高分子表面活性剂不仅有很强的增粘能力，而且能在一定程度上降低液体的表面张力。实验结果表明，高分子表面活性剂在稳定泡沫和提高驱油效率方面都比低分子表面活性剂优越，这预示着高分子表面活性剂在三次采油中有着广泛的应用前景。     

新型Gemini表面活性剂溶液粘浓效应的研究

测定了新型Gemini表面活性剂(C6-2-C6,C8-2-C8)的临界胶束浓度和相对粘度,讨论了表面活性剂溶液浓度、疏水链长度、无机盐对表面活性剂溶液粘度的影响.研究结果表明:Gemini表面活性剂临界胶束浓度比十二烷基硫酸钠(SDS)低1~2个数量级,随着疏水链长度的增加表面活性剂的CMC降低.表面活性剂溶液浓度对Gemini表面活性剂的粘度影响非常明显,对普通的十二烷基磺酸钠(SDS)表面活性剂的粘度影响不大.无机盐的加入使Gemini表面活性剂的粘度先增大后减小.用透射电镜(TEM)观察了溶液的聚集体形态,C8-2-C8Gemini表面活性剂能形成直径80~100nm的囊泡.     

Synthesis and Immobilization of Polystyrene-b-Polyvinyltriethoxysilane Micelles

Diblock copolymers polystyrene-block-polyvinyltriethoxysilane(PS-b-PVTES) were synthesized via atom transfer radical polymerization(ATRP), which self-assembled into spherical micelles in solvent of THF-methanol mixtures. The self-assembled micelles were immobilized by cross-linking reaction of VTES in a shell layer of micelles. The chemical structures of block copolymers and morphology of micelles were characterized in detail. It was found that the size of immobilized micelles was strongly affected by the copolymer concentration, composition of mixture solvent, and block ratios.     

还原响应性两亲性梳型聚合物的合成及表征

以端氨基功能化的聚乙二醇单甲醚为引发剂,引发γ-炔丙基-L-谷氨酸-N-羧基内酸酐（PLG-NCA）开环聚合反应,获得聚氨基酸聚乙二醇两亲性嵌段共聚物。并以此为基础,用click方法合成带有二硫键标记的还原敏感性的可降解两亲性梳型嵌段聚合物。最后所得的这种聚合物在水溶液中自主装形成可降解的两亲性的敏感性胶束。这种带有敏感性的胶束可以用于抗癌药物的包覆以及运输和适时的释放;这种胶束具有更高的稳定性和更高的药物释放性。实验采用盐酸阿霉素作为包裹药物,在1/15mol pH=7.4的PBS溶液中进行自主装包裹药物。     

聚合物反胶团萃取氨基酸的研究

利用德国BASF公司生产的Pluronic型和PluronicR型两类嵌段聚合物制备聚合反应胶团萃取氨基酸（L－苯丙氨酸和L－异亮氨酸）， 聚合物反胶团对氨基酸的萃取平衡特性，实验表明，聚合物反胶团对氨基酸的萃取平衡时间与纯有机溶剂的物理萃取相比差别很小，溶质在反胶团外壳部分与其内部水池间的平衡分配系数K都普遍较大，另外，当氨基酸水溶液的PH值接近等电点时，反胶团萃取达到最佳效果。通过理论分析得到如下推断，聚合物反胶团对两亲性氨基酸的增溶主要在基外壳部分，很可能是包裹在聚氧丙烯外壳内或缠绕在聚氧丙烯链之间，亲油作用和氢键作用是聚合物反胶团萃取的主要推动力。     

嵌段共聚物PEG-b-PAN的性能及对二氧化硅的包覆

论文采用Ce4 和PEG组成的大分子引发剂引发丙烯腈单体AN聚合,合成嵌段共聚物PAN-PEG-PAN,并用DSC对PEG-b-PAN的热性能进行了研究。TEM结果表明,嵌段共聚物PAN-PEG-PAN在选择性溶剂中的自组装可以得到纳米尺度的胶束粒子。论文还研究了嵌段共聚物通过原位聚合和自组装两种方法对SiO2纳米粒子进行包覆的情况。通过TEM可以得到,相同条件下在自组装过程中对SiO2纳米粒子进行包覆情况较好。     

pH响应型星状聚合物胶束的制备及释药性能

以金刚烷为核设计合成了一种具有pH响应功能的四臂星状聚合物金刚烷-[聚(乳酸-共-羟基乙酸)-聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-聚(乙二醇)单甲醚]₄(4sAd-PLGA-D-P), 制备了4sAd-PLGA-D-P自组装胶束, 考察了该胶束对抗癌药物阿霉素(Doxorubicin,DOX)的控释性能。结果表明: 改变聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(PDEAEMA)的链段长度可实现对聚合物胶束性能的调控。PDEAEMA链段越长, 聚合物胶束的粒径越大, 载药量越高, 药物累计释放量越高。聚合物胶束具有良好的稳定性(临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)为0.0031 mg/mL)、pH响应性能和载药能力(载药量高达24.8%)。载DOX胶束在肿瘤微环境pH值(pH=5.0)的累计释放量(85.2%)明显高于正常组织pH=7.4条件下的累计释放量(20.9%), 可实现抗癌药物的可控释放。因此, pH响应型聚合物胶束4sAd-PLGA-D-P在抗癌药物递送领域具有潜在的应用前景。     

Formation of Copolymer-Ag Nanoparticles Composite Micelles in Three-dimensional Co-flow Focusing Microfluidic Device

A novel method was presented to create composite micelles of amphiphilic copolymers and Ag nanoparticles(NPs) in a three-dimensional co-flow focusing microfluidic device(3D CFMD). Self-assembly of the copolymers was initiated by the fast mixing of water and a blend dispersion of hydrophobic Ag NPs and amphiphilic copolymers. At the same time, the hydrophobic Ag NPs enter the core of copolymer micelles, based on the hydrophobic interaction. The copolymer-Ag NPs composite micelles have a core-shell structure with copolymer shell and Ag NPs core. COMSOL Multiphysics is used to simulate the concentration distribution of copolymers and Ag NPs under different flow rates. Co-assembly microfluidic conditions are determined based on simulation results. Under suitable microfluidic conditions, both block copolymers and gradient copolymers can co-assemble with hydrophobic Ag NPs to form composite micelles, respectively. This microfluidic coassembly method will have a good prospect in the preparation of composite micelles of amphiphilic copolymers and metal nanoparticles.     

Preparation of A Novel Hybrid Type Photosensitive Resin for Stereolithography in 3D Printing and Testing on the Accuracy of the Fabricated Parts

A novel hybrid type photosensitive resin for stereolithography in 3D printing was prepared with bisphenol A type epoxy diacrylate (EA-612), tripropylene glycol diacrylate (TPGDA),ethoxylated trimethyolpropane triacrylate(EO_3TMPTA), cycloaliphatic diepoxide(ERL-4221),polycaprolactonepolyol(Polyol-0301),1-hydroxy-cyclohphenyl ketone(Irgacure184), and a mixture of triarylsulfonium hexafluoroantimonate salts (Ar_3SS_bF_6). The novel hybrid type photosensitive resin was the photosensitive resin of an epoxy-acrylate hybrid system, which proceeded free radical polymerization and cationic polymerization in ultraviolet (UV) laser. Cuboid parts and double-cantilever parts were fabricated by using a stereolithography apparatus with the novel hybrid type photosensitive resin as the processing material,and the dimension shrinkage factor and the curl factor were tested. The shrinkage factor was less than 2.00%,and the curl factor was less than 8.00%, which showed that the accuracy of the fabricated parts was high with the photosensitive resin for stereolithography in 3D printing.     

Effect of particle size on phase structure of ZrO2 produced by hydrolysis of ZrOCl2 solution

A method to produce ZrO2 nano-particles is developed and the effect of particle size on the phase structure of ZrO2 is studied. The method is based on the hydrolysis of ZrOCl2 solution in the reverse micelles of a liquid-liquid two-phase system, in which AOT （sodium 2-ethylhexyl sulfosuccinite） and toluene are chosen as the surfactant and organic phase, respectively. The reverse micelles prevent the aggregation of primary particles, the nano-particle size increases as the AOT content decreases. The TEM, XRD and particle-size analysis results show that the occurrence of metastable tetragonal ZrO2 is attributed to the effect of the particle size other than the effect of the crystallite size. The ratio of t-phase to m-phase increases as the particle size decreases, and 28 nm is the critical size for t-phase to m-phase transformation.     

基于荧光标记的亲水修饰聚N,N-二乙基丙烯酰胺构象转变研究

基于荧光的光物理技术,考察了苊烯标记聚N,N-二乙基丙烯酰胺(PDEA)和N-羟甲基丙烯酰胺(NHMAA)与DEA的温敏性共聚物P(DEA-co-NHMAA)稀水溶液相分离过程。结果表明,经亲水修饰后,最低临界溶解温度升高,相分离过程趋缓。PDEA和P(DEA-co-NHMAA)稀水溶液相分离属渐变过程的构象发生了从伸展线团到蜷曲球的转变。