水溶性高分子在氣液界面的物理化學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、四川大學(xué)博士學(xué)位論文水溶性高分子在氣液界面的物理化學(xué)性質(zhì)研究姓名：鄭慶康申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：吳大誠(chéng)20031220縮 性 減小。 在熱 力學(xué) 有利的 二甲 基乙 酞 胺氣 液界 面 上，由 于 強(qiáng) 極 性的 二甲 基乙酞胺對(duì)本體水及聚乙二醇分子周圍 水結(jié)構(gòu)的 破壞， 使聚 乙二醇溶劑化能力 增加，從而使聚乙二醇?xì)庖航缑婺さ?平衡表面壓降 低， 膜中聚乙 二醇單元鏈節(jié)平均占 有面積增加， 單元鏈節(jié)密度減小， 水的 含量

2、增加，以 環(huán)鏈或尾鏈進(jìn)入鄰近溶 液的次 表面相， 聚乙 二醇 氣 液界面 膜的 靜態(tài)彈 性模量 增大， 膜變得 更為 擴(kuò) 張，易于壓縮。因此，由于溶液性質(zhì)不同，小分子化合物與水溶性高分子之間的 相互作用， 將導(dǎo)致聚乙二醇?xì)庖航缑鏌崃W(xué)性質(zhì)和熱力學(xué)狀態(tài)的明 顯改變。本文基于溶液表面吸附與解吸動(dòng)力學(xué)理論的討論， 采用表面刮去法， 測(cè)定了 聚乙 二醇溶液的動(dòng)態(tài)表面張力， 研究了 聚乙 二醇溶液界面的吸附動(dòng)力學(xué)以 及影響因素。同時(shí)， 通過(guò)聚乙二

3、醇?xì)庖航缑驿佌鼓ぃ?在膜面積恒定條件下，測(cè)定了 表面鋪展膜的動(dòng)態(tài)表面壓，研究了 聚乙二醇?xì)庖航缑娴?解吸動(dòng)力學(xué)和影響因素。應(yīng) 用動(dòng) 態(tài) 表面 張 力 ( Y r ) 或 動(dòng) 態(tài) 表面 壓 ( r i , ) 的 時(shí) 間 效 應(yīng) 建 立的 動(dòng) 態(tài) 表面張 力( Y , ) 或 動(dòng) 態(tài) 表 面 壓 ( n , ) 與 表 面 過(guò) 剩 濃 度r , 的 定 量 關(guān) 系 ， 在 各 種 時(shí) 間 效應(yīng)下研究了 聚乙二醇在溶液擴(kuò)散的 表觀擴(kuò)散系數(shù)，

4、以 及溶液性質(zhì)對(duì)聚乙 二醇擴(kuò)散吸附 動(dòng)力學(xué)的影響。 通過(guò)聚乙 二醇?xì)庖航缑驿佌鼓さ?表面張力與時(shí)間的 依賴關(guān)系， 轉(zhuǎn)化得到了 表面壓 ( r i ) 與 表面 濃度 ( C m o l c m 一 與時(shí)間 ( C t ) 的 關(guān) 系曲 線， 研究了 表面分子膜的 解吸擴(kuò)散系數(shù)。研究結(jié)果表明，聚乙 二醉氣液界面膜表現(xiàn)出良 好的穩(wěn)定性。 聚乙二醇分子從氣液界面膜中的解吸發(fā)生在氣液界面與次表面相之間，通過(guò)向次表面相解吸， 聚乙二醇分子獲得

5、在更大的空間調(diào)整分子構(gòu)象的 機(jī)會(huì)， 再重新吸附到氣液界面，以 便體系達(dá)到某種最穩(wěn)定的 熱力學(xué)狀態(tài)。由 于高分子鏈的交疊，纏結(jié)，聚乙二醇解吸能壘較高，其解吸擴(kuò)散系數(shù)比它從溶液內(nèi) 部向 氣液界面吸附的 擴(kuò)散系數(shù)要小。溶液的性質(zhì)對(duì)聚乙二醇的 吸附和解吸動(dòng)力學(xué)有明 顯影響. 在熱力學(xué)不利的鹽溶液中 或其氣液界面，聚乙 二醇的溶劑化能力減弱， 分子鏈蜷縮， 相互交疊程度減小， 聚乙 二醇高分子 在溶液中 擴(kuò)散阻 力減小， 使得聚乙 二醇分 子易