聚乙烯亚胺与表面活性剂相互作用的性质研究

摘要

近几十年来,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。本论文研究了在水相中高分子聚阳离子电解质聚乙烯、亚胺(PEI)与阴离子表面活性剂通过静电作用在不同浓度下复配后,体系对表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)、pH值、粒径大小、荧光光谱及聚集数、透光率和Zeta电位的影响。实验发现,复配后体系的CMC值略有增大,而且通过对不同浓度的体系的电导率的测定,结果表明电导率随PEI的含量由0.01％到0.1％的增大而增大。同时,通过对不同浓度的体系的pH值的测定,我们发现不同浓度的体系中AOT浓度的增加对pH值的影响不大。动态光散射是一种检测颗粒粒径的常用方法,而本实验用动态光散射的方法分别对AOT浓度为4mmol/L和8mmol/L时不同PEI浓度下体系的粒径进行了测量,结果表明,4mmol/L和8mmol/L体系的粒径随PEI含量的增大先是减小后又增大。以芘为荧光探针,二苯甲酮为猝灭剂,利用荧光光谱法研究了AOT浓度为8mmol/L、PEI含量为0.01％、0.05％时,体系微环境极性的变化,实验结果表明,PEI的加入使该体系微环境极性变大了。本实验还测定了不同PEI浓度下,AOT/PEI/水体系的透光率,实验发现随着PEI含量的增高,体系的透光率降低。我们利用NaNo-ZS90粒度计还测定了PEI含量为0.05％时不同AOT浓度下各体系的Zeta电位,发现随AOT浓度的升高各体系的Zeta电位逐渐降低,而后几乎达到一个稳定值。而当AOT浓度固定为8mmol/L时随着PEI含量的增加各体系的Zeta电位变化不大。
　　 表面活性剂AOT在非水溶剂中常形成反相胶束微乳液,很多文献对其特性参数都有报道,但由于所选的温度、测试方法等不尽相同,有时差别很大而且理论报道尚不多见,所以本课题也进行了AOT/PEI在正己烷中形成反相胶束的研究,本文对AOT/正己烷发生渗滤的机理进行了初步的探索,研究了不同ω0比例及温度对电导渗滤的影响,根据Arrhenius-type公式估算了电导活化能。实验对形成的反相胶束体系的常温下的增溶能力以及不同温度对增溶能力的影响都做了研究,利用电导曲线考察了水及不同浓度的PEI水溶液诱导的AOT/正己烷体系的电导渗滤,而且也测定了固定不同的ω0时温度对电导率K的影响以及测定了固定ω0为5、Cp/CAOT=0.23时体系的电导率。采用核磁共振(NMR)对不同ω0时(3、10、20)的1H化学位移的测定表明:随着ω0的变化该反相胶束体系中的AOT/正己烷/水体系中的1H化学位移值从4.113ppm迁移到4.509ppm,同样的现象在加入PEI水溶液时也观察到了,且化学位移值略有降低,这主要是由于各体系内不同类型的水与反离子和各自的头基相互作用决定的。该文结论对进一步研究反相微乳液体系性质具有一定的参考价值。
　　 本文还研究了聚乙烯亚胺(PEI)与非离子表面活性剂NP-15之间的相互作用,通过表面张力、偏光显微镜、荧光等方法,对复配后体系的临界胶束浓度(CMC)、浊点、液晶、聚集数以及pH值的变化对它们的影响的测定,以期对PEI与非离子表面活性剂的复配应用提供一定的理论依据。实验结果表明,复配后由于二者的相互作用较弱体系的CMC值变化不太明显;随着PEI含量的增加,体系的浊点下降,而体系的pH值升高。在比较pH值对体系的影响后发现,pH值升高,液品消失的温度也随之升高,且在较高的pH值下体系有更低的CMC值,明显改变了体系的临界胶束浓度。实验采用芘荧光探针法对复合体系在不同的pH值下微环境极性和胶束聚集数进行了测定,发现在不同pH值下胶束的聚集数和微环境郁发生了明显的变化。综上所述复配后他们的各项性质有了一定的提高,有利于实际的应用。