154-表面活性剂对纤维素接枝共聚物溶液粘度性质的影响与在线粘度计(黏度-疏水缔合作用-保留时间)
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纺织品毕业论文:表面活性剂的应用论文最好能建立在平日比较注意探索的问题的基础上,写论文主要是反映学生对问题的思考,详细内容请看下文纺织品。
1上浆助剂1.1乳化剂浆料中乳化剂的作用主要是使油脂在浆液中稳定乳化,以提高浆液质量。
其次,减轻化学合成浆料粘着剂因表面具有凝聚性而发生的结皮以利于上浆。
再次,可提高浆液对粘胶纤维和合成纤维的润湿能力。
常用的浆料乳化剂为:脂肪醇聚氧乙烯醚、el-40、op类等。
1.2渗透剂和润湿剂由于经纱一般因其本身张力大、捻度高、回潮小,尤其是疏水性的合成纤维含油又较多,浆液浸透力显得不够,再加上浆液本身呈胶体状态,表面张力大,所以上浆时要使浆料在经纱上吸附并向内扩散、渗透,使纱内空气逸出,变得非常困难。
因此,必须加入渗透性和分散乳化性好的表面活性剂,以降低浆液表面张力,增高浆液与经纱界面活性,提高和促进浆液向经纱的渗透、扩散。
浆料中常用的渗透剂和润湿剂主要以阴离子和非离子表面活性剂为主。
常用的渗透剂有:脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、渗透剂m、琥珀酸二辛酯磺酸钠等。
1.3抗静电剂疏水性强的合成纤维经纱在织造过程中易产生静电,使织机开口区毛茸耸立,形成扭结,影响织造顺利进行。
为消除或防止在纺织过程中各工序产生的静电和织物整理过程中的静电,在浆料中添加少量的抗静电表面活性剂就可以消除上述弊端。
常用的抗静电剂有:脂肪醇磷酸酯、n,n-二甲基羟乙基十八酰氨基季铵盐硝酸盐、壬基酚聚氧乙烯(7~10)醚等。
1.4消泡剂含粘着剂的浆液在上浆过程中易产生泡沫,妨碍浆液渗透。
消除泡沫的方法有两种:一是改进操作方法,这可基本解决以淀粉为主的浆液起泡现象,但对于化学合成的高分子浆料却不起作用。
二是加入消泡剂以抑制泡沫产生,这对于某些合成浆料粘着剂极为必要。
应用最多的还是有机硅油类的消泡剂,主要有:302乳化硅油、304乳化硅油、消泡剂fz-880等。
2退浆上浆解决了顺利织布问题,但坯布上的浆料又给织物的印染加工增加了困难,不仅多耗用印染化学药品,而且还影响印染质量,所以必须除去浆料,此过程叫退浆。
纤维素酶与表面活性剂的相互作用及其在洗涤剂中的应用于跃;张剑【摘要】研究了表面活性剂对纤维素酶活力的影响,并通过动态光散射(DLS)、荧光光谱及傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)探讨了表面活性剂和纤维素酶的相互作用机理。
DLS 实验结果显示,阴离子表面活性剂吸附到了纤维素酶表面,使得阴离子表面活性剂-纤维素酶体系中的 zeta 电位分布在较低的负电荷区域;而非离子表面活性剂-纤维素酶与蒸馏水-纤维素酶体系中的 zeta 电位的分布没有明显的区别。
荧光和 ATR-FTIR 实验说明了阴离子表面活性剂对纤维素酶的二级结构和侧链的微环境都有很大的影响。
此外,对比了添加与未添加纤维素酶的洗衣液对国标污布 JB-03的去污力,通过光学显微镜及扫描电镜(SEM)观察国标污布洗涤前后织物表面,发现将纤维素酶添加到洗衣液能明显提高洗衣液的去污能力。
%Effects of surfactants on cellulase activity were studied. The interaction mechanism between surfactants and cellulase was discussed by dynamic light scattering (DLS), fluorescence spectrum and ATR-FTIR. The DLS results showed that anionic surfactants were adsorbed onto cellulase surface, which made cellulase zeta potential distribute in the lower negative charge region. There was no obvious difference of cellulase zeta potential between in nonionic surfactants and deionized water. As shownin spectroscopy, the anionic surfactants had stronger influence on themain chain and side chain of cellulase than nonionic surfactant AEOs. The washing performance data of liquid detergent with and without cellulase indicated that adding cellulase into liquid detergent can enhance detergency of liquid detergent.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2016(067)007【总页数】9页(P3023-3031)【关键词】纤维素酶;表面活性剂;动态光散射;荧光光谱;ATR-FTIR;去污力【作者】于跃;张剑【作者单位】山西大学化学化工学院,山西太原030006;山西大学化学化工学院,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8纤维素酶是将纤维素水解成纤维二糖和葡萄糖的一组复杂酶系的总称,又可称纤维素酶系[1]。
浅谈表面活性剂对疏水缔合水凝胶性能的影响本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!高分子凝胶是能够吸收并保持大量水分的聚合物三维网络.因具有良好的生物组织相似性和相容性,水凝胶在组织工程等领域具有广泛的应用前景.然而,传统化学交联水凝胶由于力学性能差而限制了其实际应用.因此,许多研究者致力于合成具有良好力学性能的水凝胶.近年来,人们已经开发了一些具有独特网络结构和良好力学性能的水凝胶,例如拓扑水凝胶、双网络结构水凝胶、纳米复合水凝胶和大分子微球复合水凝胶等.另一方面,植入生物体的凝胶由于受到外力挤压和体液侵蚀等原因易在凝胶中形成微观裂纹,这些裂纹的传播不仅破坏了凝胶结构的完整性和力学性能,缩短凝胶植入体寿命,还会危及生物体的健康.但是,受损的凝胶难以用人工的方法修复.自愈合材料能够感知外界环境变化并自动做出恰当的响应,进而进行自我修复,因而引起了人们的广泛关注,并且可以预见兼具有良好力学性能和自愈合功能的水凝胶在生物医学领域具有更广阔的应用空间疏水缔合作用是构建生物体组织的重要物理作用之一,可用来构建物理的疏水缔合凝胶(HA凝胶).近来,本课题组以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰胺基十八羧酸钠(NaAAS)为原料成功的合成了高强度HA凝胶.然而HA凝胶在常温下不具有自愈合的能力.本文在凝胶体制备系中引入十二烷基硫酸钠(SDS)制备了含有新的含有表面活性剂的疏水缔合凝胶(SHA凝胶),并讨论了SDS的存在对凝胶力学性能、溶胀行为和自愈合性能的影响.1实验部分原料与仪器丙烯酰胺(AM),工业级,丙酮重结晶3次;十二烷基硫酸钠(SDS),化学纯,乙醇重结晶3次;丙烯酰胺十八酸钠(NaAAS)按文献合成;四甲基乙二胺(分析纯)和过硫酸铵(分析纯)直接使用.实验仪器为ShimadzuAutographAG-I型电子万能试验机和杭州万达仪器厂PHS-2C数字酸度计.水凝胶样品制备HA凝胶的制备方法和结构表征详见文献.以AM,NaAAS和SDS为原料,在相同条件下制备SHA水凝胶.凝胶样品根据初始反应溶液中NaAAS和SDS的含量分别被命名为xHAn和xSHAn-m凝胶,其中x代表AM的质量浓度百分数,n代表NaAAS相对于AM的摩尔百分数,m代表SDS相对于AM溶液的质量百分数.当x=10时,为简便将x省略.凝胶的拉伸性能测试用AG-I型试验机(日本岛津公司,Shimadzu)对凝胶试样进行拉伸机械强度测试.荷载单元为1kN,测试温度为室温.十字头速度为100mm/min.用试样初始横截面积计算拉伸强度.夹具之间距离为15mm,用来计算样品拉伸变形.凝胶样品为5mm半径×7mm长,其初始横截面积()用来计算拉伸应力,弹性模量取自凝胶样品伸长率在100%~200%之间的测量值.凝胶的溶胀行为测试用于溶胀实验的SHA凝胶样品的尺寸均为5mm 半径×5mm长.室温下,称量凝胶的初始质量W0,将样品放入装有过量蒸馏水的烧杯中浸泡,蒸馏水每天更换.每隔一段时间将样品从蒸馏水中取出并擦干凝胶表面的蒸馏水并称重记为WT,然后在烘箱中干燥至恒重WD.凝胶的溶胀度(SR)和凝胶分数(F)分别用下式计算:SR=(WT/WD)×100%(1)F=(WD/W0)×100%(2)同时还测得SHA凝胶在pH=3,pH=11及/LNaCl中的溶胀动力学.自愈合性能测试将5mm半径×6cm长的SHA凝胶平均切断,伤口处用少量水处理后原位进行愈合.愈合后的凝胶进行拉伸测试.通过拉伸前后的断裂伸长率评估SHA凝胶的愈合效率.2结果与讨论凝胶的网络结构在没有任何外加化学交联剂的条件下,在水溶液中以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰胺基十八羧酸钠(NaAAS)为原料进行自由基聚合,得到了高强度疏水缔合水凝胶(HA凝胶).在HA凝胶网络中,NaAAS缔合胶束作为多官能度交联剂将亲水性大分子链连接.引入SDS 后的SHA凝胶照片如图1所示,凝胶具有良好的透明性,并且干燥后的SHA凝胶仍然具有比较好的透明度,说明SHA凝胶的网络分布很均匀.与HA凝胶不同,在SHA凝胶网络中,NaAAS增容的SDS胶束在SHA凝胶网络中充当物理交联点.凝胶和HA凝胶的机械性能传统化学凝胶由于力学性能差而无法被拉伸,而HA凝胶和SHA凝胶都具有非常良好的力学性能.图2显示了具有相同AM和NaAAS含量的HA1凝胶和SHA1-m系列凝胶的拉伸应力-应变曲线.HA1凝胶的断裂伸长率为2700%,引入少量的SDS后进一步提升了凝胶的韧性.SHA1-m系列凝胶的断裂伸长率都高于4000%,SHA1-3凝胶的伸长率超出了实验仪器的测试范围还未见其有断裂的迹象.SHA凝胶这种强的拉伸性能可以归因为其分布匀均的交联网络,SDS胶束之间的PAM柔性链具有均一的尺度.因此,应力可以均匀的分布在聚合物分子链上,使得断裂难以发生.而对于HA凝胶,由于NaAAS胶束在反应前溶液中发生团聚,使得交联点网络分布不均匀,PAM分子链尺度不均,在外力作用下较短的分子链由于应力较集中而易发生断裂,因此其力学拉伸性能弱于SHA凝胶.从图2还可以看出,SDS含量对SHA凝胶力学拉伸性能有很大影响.含有少量SDS的凝胶力学性能弱于SHA1-1凝胶,最大断裂强度出现在240kPa.这可能是由于体系中少量的SDS使凝胶网络分布不够均匀造成的.而随着SDS含量的增加,分配到每个SDS 胶束内的疏水单体含量下降,一方面使得接枝到每个胶束的PAM分子链减少,交联密度降低,另一方面使得每个交联单元的疏水缔合强度下降,反映到凝胶的宏观性能则表现为凝胶模量和强度下降.但大量SDS的存在使得交联点网络分布更加均匀,因此凝胶具有更高的断裂伸长率.图3考察了NaAAS含量对SHA凝胶和HA凝胶力学性能的影响.对于SHA凝胶,断裂强度在SHA4-3凝胶出现了峰值.增加NaAAS的含量,分配到每个SDS胶束内的疏水单体含量增加,使得接枝到单个胶束的PAM链数目增加,交联密度升高,并且胶束缔合强度增加,因此,随着NaAAS含量的增加,凝胶的弹性模量和强度增加.进一步增加NaAAS的含量使得凝胶内部交联点网络分布更加不均匀,因此凝胶变脆.而HA凝胶具有其独特的力学耗散机理,因此随着NaAAS含量的增加,其断裂强度单调上升.从图3中还可以看出,在研究范围内,含有相同AM和NaAAS含量的SHAn-3凝胶都具有较HA强的力学性能,然而随着NaAAS含量的增加,二者之间的差距逐渐缩小,例如SHA5-3凝胶的为2025%,断裂强度为为,而对应的HA5凝胶的为1813%,断裂强度为这也说明增加疏水单体的含量造成了SHA凝胶交联点分布不均匀.尽管如此,我们可以通过调节SDS 和NaAAS的浓度来调节凝胶的性能,使得SHA凝胶的模量、伸长率和断裂强度较HA凝胶有较大提升.图4显示了不同水含量的SHA凝胶的力学拉伸曲线.从图中可以看出凝胶中水的含量对凝胶的拉伸力学性能也有很大的影响.随着水含量的降低,单位体积内聚合物分子链的数量的增加提高了聚合物分子链之间的物理缠绕作用,SHA凝胶交联网络内网链构象变化的难度也随之增加.因此,随着聚合物含量的增加,拉伸强度和弹性模量增加,断裂伸长率则下降.20SHA3-3凝胶的断裂强度达到710kPa,但其断裂伸长率仍在2000%以上.凝胶的溶胀性能图5是HA1凝胶和SHA1-3凝胶在不同条件下的溶胀度随时间变化曲线.在水溶液中HA1的溶胀动力学,其溶胀曲线可以分为3个阶段,即溶胀—去溶胀—平衡溶胀.因为在溶胀过程中HA凝胶疏水交联点部分解缔合,并随后与游离的疏水基团聚并,凝胶交联密度增大,因此HA凝胶表现出上述独特的溶胀行为.在溶胀过程中HA凝胶不溶解,并且未见聚合物质量损失.SHA凝胶表现出更加明显的溶胀—去溶胀—平衡溶胀过程,在大约在30h时间里达到最大值,随后进入溶胀度下降阶段,在60~70h后达到溶胀平衡阶段.同步测试凝胶分数曲线表明,凝胶分数先迅速下降,并随凝胶进入溶胀平衡阶段后达到稳定.溶胀8天后,通过凝胶分数值计算发现,%的SDS分子从SHA 凝胶网络中脱离.因此,与HA凝胶不同,SHA凝胶的溶胀度主要是由SDS分子扩散出凝胶网络造成的.在/LNaCl溶液中,小分子电解质增强疏水交联点的缔合强度,因此,HA凝胶和SHA凝胶都展现出类似化学凝胶的溶胀度力学曲线.凝胶的自愈合性能SHA凝胶则展现出良好的自愈合能力.在湿润环境经过3天,被切断的凝胶已经愈合,但伤痕仍可见.愈合后的凝胶样品的力学测试中能够承受较大形变.图6(e)是没有原凝胶样品和自愈合后凝胶样品的拉伸应力-应变曲线.从图中可以看出,在尽管愈合后的凝胶样品的伸长率和拉伸强度较弱,但仍可被拉伸至自身形变的10~20倍左右.先前的研究发现HA凝胶在不同浓度SDS溶液中表现出不同的溶胀行为.在低浓度SDS溶液(1wt%)中,由于疏水交联点的缔合得到增强,HA凝胶表现出化学凝胶的溶胀特点;而在高浓度SDS溶液(5wt%)中,HA凝胶溶解,这是由于疏水交联点完全溶解在SDS胶束中造成的.进一步用水或浓度1wt%的SDS溶液处理HA凝胶断口后发现其不能愈合;而以高浓度的SDS溶液(5wt%)处理HA凝胶断口则可以促进其愈合.这说明SDS在SHA凝胶的愈合过程中起了关键作用.当以一定的水涂在SHA凝胶断裂处,由于凝胶内部高浓度的SDS能够向断裂处扩散,SHA凝胶在断裂处的SDS胶束溶解疏水单体而重新生成交联点,使SHA凝胶实现愈合.SDS胶束为疏水缔合凝胶的愈合提供了动态交联点,因此,从表2可以看出,凝胶中SDS含量越多越有利于愈合.凝胶体系中水含量也对凝胶的愈合效果有很大的影响.高水环境下,由于SDS和NaAAS浓度较低,二者相互作用几率较小,因此愈合效果很差.而随着水含量的减少,凝胶愈合效果增加,如15SHA4-6愈合后可恢复约70%.3结论通过胶束共聚的方法分别得到了具有较高机械性能的HA凝胶和SHA凝胶.在HA凝胶中,由疏水单体形成的胶束起到物理交联作用,将亲水的聚合物分子链交联起来,形成三维的凝胶网络;而在SHA凝胶中,疏水单体与SDS组成的增溶胶束起到物理交联作用.调节疏水单体和SDS的浓度,可以调控SHA凝胶的力学性能,使SHA凝胶较HA凝胶具有更高的伸长率,更高的强度和模量.研究SHA凝胶的溶胀过程发现SDS在盐水溶液中可以保持在凝胶体系中,但很容易从凝胶体系扩散到水中.由于SDS的可移动性,SHA 凝胶具有良好的自愈合性能,并且随着凝胶中SDS含量和聚合物含量的增加自愈合效果越好.本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!。
浅谈表面活性剂对疏水缔合水凝胶性能的影响论文浅谈表面活性剂对疏水缔合水凝胶性能的影响论文高分子凝胶是能够吸收并保持大量水分的聚合物三维网络.因具有良好的生物组织相似性和相容性,水凝胶在组织工程等领域具有广泛的应用前景.然而,传统化学交联水凝胶由于力学性能差而限制了其实际应用.因此,许多研究者致力于合成具有良好力学性能的水凝胶.近年来,人们已经开发了一些具有独特网络结构和良好力学性能的水凝胶,例如拓扑水凝胶、双网络结构水凝胶、纳米复合水凝胶和大分子微球复合水凝胶等.另一方面,植入生物体的凝胶由于受到外力挤压和体液侵蚀等原因易在凝胶中形成微观裂纹,这些裂纹的传播不仅破坏了凝胶结构的完整性和力学性能,缩短凝胶植入体寿命,还会危及生物体的健康.但是,受损的凝胶难以用人工的方法修复.自愈合材料能够感知外界环境变化并自动做出恰当的响应,进而进行自我修复,因而引起了人们的广泛关注,并且可以预见兼具有良好力学性能和自愈合功能的水凝胶在生物医学领域具有更广阔的应用空间疏水缔合作用是构建生物体组织的重要物理作用之一,可用来构建物理的疏水缔合凝胶(HA凝胶).近来,本课题组以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰胺基十八羧酸钠(NaAAS)为原料成功的合成了高强度HA凝胶.然而HA凝胶在常温下不具有自愈合的能力.本文在凝胶体制备系中引入十二烷基硫酸钠(SDS)制备了含有新的含有表面活性剂的疏水缔合凝胶(SHA凝胶),并讨论了SDS的存在对凝胶力学性能、溶胀行为和自愈合性能的影响.1实验部分1.1原料与仪器丙烯酰胺(AM),工业级,丙酮重结晶3次;十二烷基硫酸钠(SDS),化学纯,乙醇重结晶3次;丙烯酰胺十八酸钠(NaAAS)按文献合成;四甲基乙二胺(分析纯)和过硫酸铵(分析纯)直接使用.实验仪器为ShimadzuAutographAG-I型电子万能试验机和杭州万达仪器厂PHS-2C数字酸度计.1.2水凝胶样品制备HA凝胶的制备方法和结构表征详见文献.以AM,NaAAS和SDS为原料,在相同条件下制备SHA水凝胶.凝胶样品根据初始反应溶液中NaAAS和SDS的含量分别被命名为xHAn和xSHAn-m凝胶,其中x代表AM的质量浓度百分数,n代表NaAAS相对于AM的摩尔百分数,m代表SDS相对于AM溶液的质量百分数.当x=10时,为简便将x省略.1.3凝胶的拉伸性能测试用AG-I型试验机(日本岛津公司,Shimadzu)对凝胶试样进行拉伸机械强度测试.荷载单元为1kN,测试温度为室温.十字头速度为100mm/min.用试样初始横截面积计算拉伸强度.夹具之间距离为15mm,用来计算样品拉伸变形.凝胶样品为5mm半径×7mm长,其初始横截面积(63.6mm2)用来计算拉伸应力,弹性模量取自凝胶样品伸长率在100%~200%之间的测量值.1.4凝胶的溶胀行为测试用于溶胀实验的SHA凝胶样品的尺寸均为5mm半径×5mm长.室温下,称量凝胶的初始质量W0,将样品放入装有过量蒸馏水的烧杯中浸泡,蒸馏水每天更换.每隔一段时间将样品从蒸馏水中取出并擦干凝胶表面的蒸馏水并称重记为WT,然后在烘箱中干燥至恒重WD.凝胶的溶胀度(SR)和凝胶分数(F)分别用下式计算:SR=(WT/WD)×100%(1)F=(WD/W0)×100%(2)同时还测得SHA凝胶在pH=3,pH=11及0.1mol/LNaCl中的溶胀动力学.1.5自愈合性能测试将5mm半径×6cm长的SHA凝胶平均切断,伤口处用少量水处理后原位进行愈合.愈合后的凝胶进行拉伸测试.通过拉伸前后的断裂伸长率评估SHA凝胶的愈合效率.2结果与讨论2.1凝胶的网络结构在没有任何外加化学交联剂的条件下,在水溶液中以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰胺基十八羧酸钠(NaAAS)为原料进行自由基聚合,得到了高强度疏水缔合水凝胶(HA凝胶).在HA凝胶网络中,NaAAS缔合胶束作为多官能度交联剂将亲水性大分子链连接.引入SDS后的SHA凝胶照片如图1所示,凝胶具有良好的透明性,并且干燥后的SHA凝胶仍然具有比较好的透明度,说明SHA凝胶的网络分布很均匀.与HA 凝胶不同,在SHA凝胶网络中,NaAAS增容的SDS胶束在SHA凝胶网络中充当物理交联点.2.2SHA凝胶和HA凝胶的机械性能传统化学凝胶由于力学性能差而无法被拉伸,而HA凝胶和SHA凝胶都具有非常良好的力学性能.图2显示了具有相同AM和NaAAS含量的HA1凝胶和SHA1-m系列凝胶的拉伸应力-应变曲线.HA1凝胶的断裂伸长率为2700%,引入少量的SDS后进一步提升了凝胶的韧性.SHA1-m系列凝胶的断裂伸长率都高于4000%,SHA1-3凝胶的伸长率超出了实验仪器的测试范围还未见其有断裂的迹象.SHA凝胶这种强的拉伸性能可以归因为其分布匀均的交联网络,SDS胶束之间的PAM柔性链具有均一的尺度.因此,应力可以均匀的分布在聚合物分子链上,使得断裂难以发生.而对于HA凝胶,由于NaAAS胶束在反应前溶液中发生团聚,使得交联点网络分布不均匀,PAM分子链尺度不均,在外力作用下较短的分子链由于应力较集中而易发生断裂,因此其力学拉伸性能弱于SHA凝胶.从图2还可以看出,SDS含量对SHA凝胶力学拉伸性能有很大影响.含有少量SDS的SHA1-0.5凝胶力学性能弱于SHA1-1凝胶,最大断裂强度出现在240kPa.这可能是由于体系中少量的SDS使凝胶网络分布不够均匀造成的.而随着SDS含量的增加,分配到每个SDS胶束内的疏水单体含量下降,一方面使得接枝到每个胶束的PAM分子链减少,交联密度降低,另一方面使得每个交联单元的疏水缔合强度下降,反映到凝胶的宏观性能则表现为凝胶模量和强度下降.但大量SDS的存在使得交联点网络分布更加均匀,因此凝胶具有更高的断裂伸长率.图3考察了NaAAS含量对SHA凝胶和HA凝胶力学性能的影响.对于SHA凝胶,断裂强度在SHA4-3凝胶出现了峰值.增加NaAAS的含量,分配到每个SDS胶束内的疏水单体含量增加,使得接枝到单个胶束的PAM链数目增加,交联密度升高,并且胶束缔合强度增加,因此,随着NaAAS含量的增加,凝胶的弹性模量和强度增加.进一步增加NaAAS的含量使得凝胶内部交联点网络分布更加不均匀,因此凝胶变脆.而HA凝胶具有其独特的力学耗散机理,因此随着NaAAS含量的增加,其断裂强度单调上升.从图3中还可以看出,在研究范围内,含有相同AM和NaAAS含量的SHAn-3凝胶都具有较HA强的力学性能,然而随着NaAAS含量的增加,二者之间的.差距逐渐缩小,例如SHA5-3凝胶的为2025%,断裂强度为为398.7kPa,而对应的HA5凝胶的为1813%,断裂强度为378.8kPa.这也说明增加疏水单体的含量造成了SHA凝胶交联点分布不均匀.尽管如此,我们可以通过调节SDS和NaAAS的浓度来调节凝胶的性能,使得SHA凝胶的模量、伸长率和断裂强度较HA凝胶有较大提升.图4显示了不同水含量的SHA凝胶的力学拉伸曲线.从图中可以看出凝胶中水的含量对凝胶的拉伸力学性能也有很大的影响.随着水含量的降低,单位体积内聚合物分子链的数量的增加Fig.4Tensilestress-straincurvesforSHAgelswithdifferentwatercontents提高了聚合物分子链之间的物理缠绕作用,SHA凝胶交联网络内网链构象变化的难度也随之增加.因此,随着聚合物含量的增加,拉伸强度和弹性模量增加,断裂伸长率则下降.20SHA3-3凝胶的断裂强度达到710kPa,但其断裂伸长率仍在2000%以上.2.3SHA凝胶的溶胀性能图5是HA1凝胶和SHA1-3凝胶在不同条件下的溶胀度随时间变化曲线.在水溶液中HA1的溶胀动力学,其溶胀曲线可以分为3个阶段,即溶胀—去溶胀—平衡溶胀.因为在溶胀过程中HA凝胶疏水交联点部分解缔合,并随后与游离的疏水基团聚并,凝胶交联密度增大,因此HA凝胶表现出上述独特的溶胀行为.在溶胀过程中HA凝胶不溶解,并且未见聚合物质量损失.SHA凝胶表现出更加明显的溶胀—去溶胀—平衡溶胀过程,在大约在30h时间里达到最大值,随后进入溶胀度下降阶段,在60~70h后达到溶胀平衡阶段.同步测试凝胶分数曲线表明,凝胶分数先迅速下降,并随凝胶进入溶胀平衡阶段后达到稳定.溶胀8天后,通过凝胶分数值计算发现,85.5%的SDS分子从SHA凝胶网络中脱离.因此,与HA凝胶不同,SHA凝胶的溶胀度主要是由SDS分子扩散出凝胶网络造成的.在0.1mol/LNaCl溶液中,小分子电解质增强疏水交联点的缔合强度,因此,HA凝胶和SHA凝胶都展现出类似化学凝胶的溶胀度力学曲线.2.4SHA凝胶的自愈合性能SHA凝胶则展现出良好的自愈合能力.在湿润环境经过3天,被切断的凝胶已经愈合,但伤痕仍可见.愈合后的凝胶样品的力学测试中能够承受较大形变.图6(e)是没有原凝胶样品和自愈合后凝胶样品的拉伸应力-应变曲线.从图中可以看出,在尽管愈合后的凝胶样品的伸长率和拉伸强度较弱,但仍可被拉伸至自身形变的10~20倍左右.先前的研究发现HA凝胶在不同浓度SDS溶液中表现出不同的溶胀行为.在低浓度SDS溶液(1wt%)中,由于疏水交联点的缔合得到增强,HA凝胶表现出化学凝胶的溶胀特点;而在高浓度SDS溶液(5wt%)中,HA凝胶溶解,这是由于疏水交联点完全溶解在SDS胶束中造成的.进一步用水或浓度1wt%的SDS溶液处理HA凝胶断口后发现其不能愈合;而以高浓度的SDS溶液(5wt%)处理HA凝胶断口则可以促进其愈合.这说明SDS在SHA凝胶的愈合过程中起了关键作用.当以一定的水涂在SHA凝胶断裂处,由于凝胶内部高浓度的SDS能够向断裂处扩散,SHA凝胶在断裂处的SDS胶束溶解疏水单体而重新生成交联点,使SHA凝胶实现愈合.SDS胶束为疏水缔合凝胶的愈合提供了动态交联点,因此,从表2可以看出,凝胶中SDS 含量越多越有利于愈合.凝胶体系中水含量也对凝胶的愈合效果有很大的影响.高水环境下,由于SDS和NaAAS浓度较低,二者相互作用几率较小,因此愈合效果很差.而随着水含量的减少,凝胶愈合效果增加,如15SHA4-6愈合后可恢复约70%.3结论通过胶束共聚的方法分别得到了具有较高机械性能的HA凝胶和SHA凝胶.在HA凝胶中,由疏水单体形成的胶束起到物理交联作用,将亲水的聚合物分子链交联起来,形成三维的凝胶网络;而在SHA凝胶中,疏水单体与SDS组成的增溶胶束起到物理交联作用.调节疏水单体和SDS的浓度,可以调控SHA凝胶的力学性能,使SHA凝胶较HA凝胶具有更高的伸长率,更高的强度和模量.研究SHA凝胶的溶胀过程发现SDS在盐水溶液中可以保持在凝胶体系中,但很容易从凝胶体系扩散到水中.由于SDS的可移动性,SHA凝胶具有良好的自愈合性能,并且随着凝胶中SDS含量和聚合物含量的增加自愈合效果越好.。
表面活性剂论文范文表面活性剂(Surfactants)是一类广泛应用于各个领域的化学物质,具有调节界面活性和降低表面张力的功能。
在工业生产中,表面活性剂被用于清洗剂、乳化剂、润湿剂、分散剂等方面。
在农业中,表面活性剂可以用作农药增效剂和农田土壤改良剂。
另外,在医药、食品、纺织、石油开采等领域也有广泛的应用。
表面活性剂分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性离子型四种类型。
阴离子表面活性剂一般具有优良的表面活性,是最常见的表面活性剂类型,如磺化洗涤剂和脂肪酸盐;阳离子表面活性剂则常用于柔软剂和染料;非离子表面活性剂则具有抗硬水性和较好的温度稳定性,广泛应用于洗涤和乳化剂等领域;两性离子表面活性剂则是一种同时具有阳离子和阴离子特性的表面活性剂,在应用中具有特殊的功能。
表面活性剂的性质主要由它们的分子结构决定。
一般来说,表面活性剂具有亲水性(水溶液中吸附于水界面)和亲油性(吸附于水-油界面)双重亲性。
这种双重亲性使得表面活性剂能够在液体-液体和液体-气体界面上降低表面张力,并改变界面的性质。
例如,在洗涤剂中,表面活性剂能将水分子与油分子结合,形成胶束,从而使油污和水分离。
表面活性剂的应用具有重要的经济和环境意义。
在工业生产中,表面活性剂被广泛用于清洁剂、洗涤剂、洗涤剂、乳化剂等方面,可以快速有效地清洗和清除各种污染物和污垢。
在石油开采中,表面活性剂可以用于增加油田的开采率,降低能源消耗和环境影响。
在农业生产中,表面活性剂可以作为农药增效剂,提高农药的作用效果,并减少农药对环境的负面影响。
然而,表面活性剂的应用也存在一些问题。
例如,过度使用表面活性剂可能对环境造成不良影响。
在洗涤剂和清洁剂等使用过程中,表面活性剂可能会进入水体系统,对水生生物和生态系统造成损害。
另外,表面活性剂在生产过程中也存在一些环境问题,例如废水处理和废弃物处置等。
因此,对表面活性剂的应用和管理需要进行严格的监管和控制。
总之,表面活性剂作为一类具有广泛应用的化学物质,在各个领域发挥着重要的作用。
关于表面活性剂对水基纳米流体特性影响的研究进展论文(精选5篇)第一篇:关于表面活性剂对水基纳米流体特性影响的研究进展论文在能量传递研究及应用技术方面,纳米流体作为一种新型换热工质已获得关注。
目前,关于纳米流体,主要从其制备、稳定性、热物性及传热传质等方面研究。
稳定的纳米流体是进行各种研究及应用的基础。
由于悬浮于流体中的纳米粒子有热力学不稳定性、动力学稳定性和聚集不稳定性的特点,因此如何保持粒子在液体中均匀、稳定地分散是非常关键的问题。
常用的纳米流体分散技术里表面活性剂对纳米流体特性的影响是研究的热点之一。
表面活性剂的分子结构具有不对称性,即亲水性的极性基团和憎水性的非极性基团。
根据其在水中能否电离将其分为离子型和非离子型表面活性剂,根据离子型表面活性剂生成的活性基团,又将其分为阴离子和阳离子表面活性剂。
纳米流体中表面活性剂的选择主要考虑基液、表面活性剂的种类和浓度。
在水基纳米流体中,常见的表面活性剂有阴离子型的十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、阳离子型的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、非离子型的辛基苯酚聚氧乙烯醚(OPE)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。
表面活性剂对纳米流体特性的影响主要从种类和浓度来考虑。
针对已有的研究,总结和分析表面活性剂对纳米流体稳定性和热物性影响的实验研究,并从机理对其进行更深层次的研究。
同时针对目前的研究现状,提出了未来相应的研究方向。
表面活性剂对流体稳定性的影响表面活性剂对纳米流体稳定性起着重要作用。
已发表的文献中,重点研究其种类和浓度对纳米流体稳定性的影响。
由于影响纳米流体稳定性的因素非常多,各因素之间的相互影响不同,实验所得的研究结果存在一些差异。
李金平等提出了水基纳米流体中选择表面活性剂的一些建议,研究了表面活性剂聚乙烯醇(PVA)和 SDBS 对 Cu、Ag 和 TiO2纳米粒子悬浮液分散稳定性的影响,得出 PVA、SDBS 及两者的混合能够使 Cu、Ag 纳米流体稳定悬浮,而不能使TiO2纳米流体保持1h 以上的稳定悬浮。
表面活性剂对沥青改性的影响沥青是公路建设中常用的材料,有时也用于屋顶防水等领域。
但是,传统的沥青存在着许多问题,如抗老化能力不足、温度敏感性强等。
为解决这些问题,人们开始研究沥青改性技术,并经过多年发展,表面活性剂作为沥青改性的新型材料逐渐被关注并得到应用。
本文将重点论述表面活性剂对沥青改性的影响,以及这种改性方式的优点和局限性。
一、表面活性剂的概述表面活性剂(surface active agent),又称“界面活性剂”,是一类具有广泛应用的化学物质,它们可以降低液体或气体之间的表面张力,改善分散系统,提高泡沫稳定性等。
在沥青改性中,表面活性剂具有以下特点:1. 具有高分子量、链状或环状结构,可以在沥青中形成分散状态;2. 具有亲水基和疏水基,可以从沥青表面吸附物质;3. 可以通过调节表面张力的大小和分子形状等方式改变沥青的性质。
二、1. 强化沥青的黏度和弹性由于表面活性剂可以使沥青中形成微胶束结构,从而增强黏性、弹性和韧性,改善了沥青的抗剪强度和抗老化性能。
2. 降低沥青的温度敏感性沥青温度敏感性是指沥青在不同温度下易发生变形的性质。
表面活性剂可以减少沥青颗粒之间的黏附力,降低沥青的温度敏感性,使其更加稳定。
3. 提高沥青的粘附性和耐水性表面活性剂可以提高沥青与颗粒或纤维的粘附力,增强其耐水性和耐久性,使其具有更好的路面修补效果和防水性能。
三、表面活性剂在沥青改性中的应用表面活性剂在沥青改性中可分为两种应用方式:一种是添加表面活性剂后直接混合入沥青中作为改性剂;另一种是将表面活性剂与其他改性剂结合使用,通过协同作用实现沥青性能的改善。
1. 直接添加法直接添加表面活性剂的沥青改性方法简单,成本低,适用于中等或低等级道路的改造。
但是,这种方法的改性效果受到表面活性剂添加量、类型、沥青材料等多种因素的影响,需要进行充分的试验和规范化研究。
2. 结合应用法结合应用法通常将表面活性剂与其他改性材料如橡胶、聚合物等结合使用,可以发挥协同效应,实现更好的改性效果。
简述表面活性剂表面活性剂是一类具有亲水基团,在碱性溶液中能形成胶束,且能降低水相表面张力的物质。
它是微乳液、泡沫、蛋白质变性等胶体和高分子聚集体系的重要组分之一,其作用机理是表面活性剂的亲水基和油基团对界面膜的定向排列。
这种排列产生界面膜对乳化体系内部的毛细管水和连续相中自由水的包围,形成水油两相在界面膜上的物理吸附,使界面膜增厚,阻碍了外部水向内部扩散,提高了乳化体系的稳定性。
表面活性剂亲水基团的疏水基朝向水分子的表面而与亲油基团接触,因此亲水基团多的表面活性剂易乳化水,其亲水基越多,表面活性越强,同时在乳化过程中起到稳定胶束的作用。
因此表面活性剂分子的疏水基团越多,其水溶液在水中的溶解度越大,分散性越好,表面活性就越强。
此外,一些非离子表面活性剂还能显示出表面活性。
表面活性剂的分子构型对于其在乳化体系中的分散性也很重要。
一般来说,疏水性越强,亲水基团数目越少,分子量越大,则表面活性就越弱。
一般说来,一价盐及烷基硫酸盐最强,三级盐及烷基磺酸盐次之,叔胺盐和伯胺盐较弱。
疏水基的长度和伸展方向对表面活性的影响比亲水基更明显。
一般来说,非离子表面活性剂分子主链的构型越为弯曲,表面活性越强。
若表面活性剂本身为非离子型,在表面活性剂的乳化过程中又会发生解离,则乳化效果差。
所以要获得良好的乳化效果,必须控制表面活性剂的结构与极性基团。
另外,表面活性剂的溶解度随着温度的升高而降低。
但是溶解度随着溶剂极性的减小而增大,因此,有的表面活性剂在极性溶剂中的溶解度大,在非极性溶剂中的溶解度小,这样就可以利用这一特点选择合适的溶剂来提高表面活性剂的溶解度。
4.表面活性剂可以改变乳状液的稳定性。
乳状液的稳定性取决于乳状液的结构,如果增加或减少极性基团,就可以改变体系的稳定性,使之从不稳定转化为稳定。
极性基团的引入往往使表面活性剂乳化的程度增加。
表面活性剂还能调节体系的酸度和改善pH值。
5.表面活性剂还具有保护、分散、抗静电、润滑、消泡、防腐蚀、杀菌等功能。