分子动力学模拟Ca~(2+)对SB12-3/SDBS复配体系在油/水界面聚集行为的影响

采用分子动力学模拟方法对十二烷基磺丙基甜菜碱(SB12-3)/十二烷基苯磺酸钠(SDBS)表面活性剂复配体系在油/水界面的聚集行为进行了考察,在分子水平上讨论了Ca~(2+)对SB12-3/SDBS表面活性剂复配体系性质的影响。模拟结果表明:SB12-3与SDBS的物质的量之比为4∶6时两者的协同增效作用最好。Ca~(2+)加入后可以取代油/水界面处Na~+的位置,压缩SB12-3和SDBS的极性头基使两者在油/水界面排布得更紧密。径向分布函数计算结果表明:Ca~(2+)存在时SB12-3和SDBS中的—SO_3~-与水分子的相互作用更强,Na~+更加靠近SB12-3的—SO_3~-,使其扩散双电层被压缩;同时,SB12-3和SDBS的溶剂可及面积明显减小,使两者在界面排布得更紧密。通过计算疏水尾链序参数以及SB12-3和SDBS的极性头基与疏水尾链之间的角度,发现Ca~(2+)可以使SB12-3和SDBS的疏水尾链与油相的相互作用增强,降低油/水界面张力。     

单电子转移活性自由基聚合法制备星形丙烯酰胺二元共聚物

以四氯化碳(CCl_4)为引发剂,Cu0粉/三(2-二甲氨基乙基)胺(Me6-TREN)为催化体系,在水溶液中实现了丙烯酸钠(Na AA)和丙烯酰胺(AM)的单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP),得星形二元共聚物P(AM-co-AA)。考察了引发剂用量、催化剂用量、失活剂用量及引发温度和反应物浓度对Star shaped-P(AM-co-AA)黏均分子量的影响。结果表明,当引发温度为25.0℃,物料摩尔比为单体∶Me6-TERN∶CCl_4∶Cu Cl_2∶Cu0=680∶0.75∶1.25∶0.35∶0.7(其中,m(AM)∶m(Na AA)=4∶1)时,即AM在溶液中的质量分数为17.5%,Na AA在溶液中的质量分数为7.5%,引发剂在溶液中的质量分数为0.105%,催化剂在溶液中的质量分数为0.0224%,失活剂在溶液中的质量分数为0.024%时,所得聚合物产品相对分子质量最高,达到331万。     

腰果酚聚氧乙烯醚磺酸钠在癸烷-水体系的分子动力学模拟

为揭示阴-非离子表面活性剂在油水界面的聚集行为,为三次采油中驱油用表面活性剂的选择以及有效应用提供理论指导,在癸烷-水体系中采用分子动力学方法模拟研究了腰果酚聚氧乙烯醚磺酸钠(CPES)的浓度、温度、盐浓度和种类对CPES界面活性的影响。研究结果表明,CPES的界面活性良好,饱和状态下的界面张力仅为1.83 mN/m;CPES分子结构中磺酸基的亲水性高于聚氧乙烯基,远大于醚基;CPES的耐温性较好,温度由298 K增至373 K时,界面张力最大值为16.74 mN/m;CPES的抗盐性良好,Ca~(2+)浓度由0.10增至0.35 mol/L时,CPES与水之间形成的氢键数目波动不大,界面张力范围为12.605±1.745 mN/m,其抗盐性顺序为Na~+Ca~(2+)Mg~(2+)。CPES具有优良的界面活性以及较强的耐温抗盐性,可望用作驱油用表面活性剂。     

分子动力学模拟钙离子影响SB12-3/SDBS复配体系的油/水界面聚集行为

本文采用分子动力学模拟对十二烷基磺丙基甜菜碱（SB12-3）/十二烷基苯磺酸钠（SDBS）表面活性剂复配体系在油/水界面的聚集行为进行了研究，在分子水平上讨论了Ca2 对SB12-3/SDBS表面活性剂复配体系两亲性质的影响。模拟结果表明， SB12-3与SDBS的配比为4:6时两者的协同增效作用最好。Ca2 加入后可以取代油/水界面处Na 的位置，压缩SB12-3和SDBS的极性头基使两者在油/水界面排布的更紧密。径向分布函数表明，Ca2 存在时SB12-3和SDBS中的-SO3-与水分子的相互作用增强，Na 更加靠近SB12-3的-SO3-，使其扩散双电层被压缩；同时，SB12-3和SDBS的溶剂可及面积明显减小，使两者在界面排布的更紧密。通过计算疏水尾链序参数以及SB12-3和SDBS的极性头基与疏水尾链之间的角度，发现Ca2 可以使SB12-3和SDBS的疏水尾链与油相的相互作用增强，降低油/水界面张力。     

碳酸钠对2,3-二甲基-5-(5'-十六烷基)苯磺酸钠在油水界面聚集行为的影响

采用联合原子模型通过分子动力学模拟方法研究了2,3-二甲基-5-(5'-十六烷基)苯磺酸钠(C16-5OXS)在油水界面聚集行为,并考察了弱碱碳酸钠对C16-5OXS聚集行为的影响。模拟结果表明,C16-5OXS可以在油水界面处形成单分子层结构,随着碳酸钠质量浓度增加,界面膜厚度不断降低;碳酸钠质量浓度较低时,并未对C16-5OXS分子的双电层结构产生较大的影响,但当w(Na2CO3)=1.2%时,C16-5OXS分子极性头基的固定层厚度由0.100 nm下降到0.082 nm;同时,C16-5OXS分子的亲水基团占有面积也不断减小,表明C16-5OXS分子在油水界面排列得更加紧密;疏水尾链序参数也随着碳酸钠质量浓度的增加而不断的增加,表明碳酸钠还可以改变疏水尾链在油相中的构象,在微观层次上对弱碱碳酸钠与C16-5OXS分子作用机理进行了描述。     

辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐界面行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟(MD)的方法在分子层面上考察辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(OPES)在油-水界面的界面行为。模拟结果表明:辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐可以大幅降低油-水界面的界面张力,在OPES浓度达到饱和浓度时,系统界面张力仅为3.85 mN·m^-1;OPES中磺酸基是主要亲水基团,具有良好的亲水性;温度在318~373 K时,界面张力由24.63 mN·m^-1下降到17.43 mN·m^-1,这说明OPES具有良好的抗高温性能;当Na⁺浓度在1%~5%的环境下OPES性质稳定,界面张力仅有4.47 mN·m^-1的小幅增加,因此OPES具有良好的耐盐性,并且其对Na⁺的耐盐性能好于对Ca²⁺的耐盐性。