两亲高分子与阳离子表面活性剂的相互作用研究

论文摘要

两亲高分子与表面活性剂分子在水溶液中发生强烈的相互作用形成高分子聚集体,在采矿、三次采油、油漆制造、污水处理、工业用水等领域都有着巨大的应用潜力。本文采用水溶液自由基胶束共聚法,合成了两亲高分子,高分子体系由丙烯酰胺、丙烯酸钠和具有表面活性的单体共聚而成:通过粘度测定、荧光光谱、扫描电镜等手段,研究了电解质、温度、表面活性剂对两亲高分子在水溶液中的聚集体形态的影响。得出以下结论:Gemini表面活性剂比其对应的一般单链表面活性剂DTAB有更低的临界胶束浓度(cmc)值,更高效的降低表(界)面张力的性能等;两亲高分子在水溶液中的聚集行为和分子聚集体形态对溶液的流变学性质有很大影响。这种由于存在分子间相互作用所形成的特殊分子聚集体,能使两亲高分子体系在相对较高盐浓度和高温下仍然具有很强的增粘能力;不同的表面活性剂与两亲高分子在水溶液中自组装所产生的增粘效果不同,Gemini表面活性剂与两亲高分子的作用大于DTAB表面活性剂;利用荧光光谱,通过测定探针光谱特性随聚合物类型、结构及浓度的变化情况,发现两亲高分子即使在很低的浓度下,也会通过分子链上的疏水基团相互缔合而形成疏水微区,且聚合物浓度越高,形成的疏水微区的数量越大;利用真空冷冻升华的制样方法,结合两亲高分子水溶液宏观流变性,通过扫描电镜观察含有表面活性剂、盐时的聚合物的微观结构,找出溶液中空间网络结构的变化规律,证实了两亲高分子水溶液的宏观流变性与微观结构之间存在必然的联系,证实了两亲高分子水溶液中存在空间网络结构,这种结构赋予溶液特殊流变性及与表面活性剂作用的特殊规律。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 水溶性高分子概述
• 1.1.1 水溶性高分子的概念和分类
• 1.1.2 水溶性高分子的功能和应用
• 1.1.3 水溶性高分子的研究发展
• 1.2 两亲高分子体系概述
• 1.2.1 两亲高分子体系的概念和分类
• 1.2.2 两亲高分子体系的研究与发展
• 1.2.3 两亲高分子体系的溶液性质
• 1.2.4 两亲高分子体系的应用
• 1.3 高分子与表面活性剂相互作用概述
• 1.3.1 高分子与表面活性剂水溶液性质
• 1.3.2 高分子与表面活性剂相互作用方式与模型
• 1.3.3 高分子与表面活性剂相互作用影响因素
• 1.3.4 两亲高分子体系与表面活性剂相互作用
• 1.3.5 两亲高分子体系与阳离子表面活性剂相互作用
• 1.4 研究意义与内容
• 第2章 实验仪器与方法
• 2.1 化学试剂、设备与仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 表面张力的测定
• 2.2.2 电导率的测定
• 2.2.3 粘度的测定
• 2.2.4 荧光光谱
• 2.2.5 扫描电镜
• 第3章 Gemini表面活性剂的研制
• 3.1 Gemini表面活性剂的概述
• 3.2 Gemini表面活性剂的合成与表征
• 3.2.1 Gemini表面活性剂的合成
• 3.2.2 Gemini表面活性剂的表征
• 3.3 Gemini表面活性剂的性质研究
• 3.3.1 Gemini表面活性剂的表面张力
• 3.3.2 Gemini表面活性剂的电导率
• 3.4 本章小结
• 第4章 两亲高分子的性质研究
• 4.1 引言
• 4.2 两亲高分子的合成与表征
• 4.2.1 两亲高分子的合成
• 4.2.2 两亲高分子的表征
• 4.3 两亲高分子的流变学性质研究
• 4.3.1 粘度与纯度的关系
• 4.3.2 粘度与浓度的关系
• 4.3.3 粘度与温度的关系
• 4.3.4 粘度与盐的关系
• 4.4 两亲高分子水溶液中的分子聚集体形态
• 4.4.1 荧光光谱
• 4.4.2 扫描电镜
• 4.5 本章小结
• 第5章 两亲高分子与阳离子表面活性剂相互作用
• 5.1 引言
• 5.2 复合体系的流变学性质研究
• 5.3 复合体系在水溶液中的分子聚集体形态
• 5.3.1 荧光光谱
• 5.3.2 扫描电镜
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间所取得的成果和发表的文章