李青松[1]2003年在《高分子固/液界面吸附的模拟研究》文中提出聚丙烯酸钠是一种高分子聚电解质，是目前应用广泛的聚羧酸水处理药剂之一，可作为阻垢分散剂和金属缓蚀剂，其阻垢机理与聚丙烯酸钠高分子在固／液界面的吸附机理密切相关。本文采用Monte Carlo方法构造了水溶性均聚链状高分子固／液界面吸附模型，在50×50×50简单立方格子上模拟研究了高分子稀溶液中链节浓度、链尾和链环分布，并结合真实高分子链的吸附行为，讨论了模拟参数(链节间相互作用能、界面吸附能、体相浓度与链长)对各种吸附构型分布、吸附量、表面覆盖度和附着分数的影响。 模拟中采用五选择简单立方格子上的自回避行走和最近邻相互作用模型；使用周期性边界条件以减小有限大格子空间带来的系统误差；用链节间相互作用能、界面吸附能、体相浓度和链长约束体系中的高分子的吸附行为；用末端转动、L-翻转、曲柄运动、蛇形运动和R-R切除-生长法对模拟体系进行扰动；用系统达到吸附平衡后的样本来研究模拟体系中的高分子链在固／液界面上的吸附。各模拟参数对吸附量、表面覆盖度、附着分数的影响表明，该模型能较好地描述真实高分子在固／液界面的吸附性质。改变链节间相互作用能相当于研究不同高分子的吸附，而界面吸附能的变化，则相当于固体表面性质的改变。改变模拟参数大小对高分子链节分布的影响，与真实体系中链节、溶剂和界面等因素对高分子吸附的影响是一致的。模拟条件下的高分子在固／液界面的吸附特性符合Langmuir吸附等温式，与试验研究结果一致。所建立的吸附模型能反映真实高分子在固／液界面上的吸附特性。
钟志辉[2]2012年在《高分子在固体表面吸附构象的Monte Carlo模拟》文中认为随着高分子在胶接、矿物加工、材料表面改性、悬浮液流变性能调节等方面应用的不断推进,对高分子界面性质的研究愈发受到了国内外学者的密切关注。有研究表明,高分子药剂的吸附构象对其性能的发挥具有不可忽视的影响,因而高分子吸附构象的研究具有重要的潜在应用价值。鉴于目前表面实验研究存在仪器要求高、制样难度大的不足,论文在对各种计算机模拟方法比较的基础上,选用适用于高分子体系且计算效率较高的Monte Carlo方法作为研究手段,并编写了相应的程序,进而详细研究了-A(B)m-型直链嵌段高分子在均质壁面的吸附。模拟采用蛇行抽样的Monte Carlo方法在简立方格点模型中进行,主要考察了高分子链长、分子链周期、链浓度、粒子间非键接相互作用(包括A-B间、A-A间、B-B间、A与吸附面、B与吸附面、A与溶剂分子、B与溶剂分子、吸附面与溶剂分子等之间的相互作用)以及温度等因素对高分子链在固液界面的吸附概率P、平均吸附厚度d、均方根末端距<R2>1/2以及均方根回转半径<S2>1/2等吸附参数的影响规律。研究结果对高效、新型高分子的设计及其应用具有重要的指导意义和参考价值。
刘梅堂, 牟伯中[3]2006年在《多分散高分子固液界面吸附构型的Monte Carlo模拟》文中研究指明在格子模型基础上用M onte Carlo方法模拟研究了多分散高分子在固液界面的吸附行为,重点考察了平均分布和正态分布两种不同链长分布形式的高分子在固液界面吸附构型的分布规律。发现高分子不同的链长分布形式,对高分子吸附构型的性质影响较大。正态分布的高分子体系中高分子的3种吸附构型(T ails,Loops和T rains)的浓度和数目比相同条件下平均分布的高分子体系内要低得多。特别是当高分子链节吸附能较低时,两者的差别非常大。平均分布的高分子体系高分子吸附构型对温度和高分子总链节浓度的变化更加敏感。T ails构型由于受到高分子链节热运动以及吸附层压缩作用的影响,在高温或高吸附作用能下,其密度分布表现出和其他两种吸附构型完全不同的形式。温度、高分子链节吸附作用能以及高分子总链节浓度对3种吸附构型的影响和单分散体系趋势一致,但是存在着定量的差别。
李荣[4]2012年在《木质素磺酸盐在界面上的动态吸附特性及调控》文中认为两亲聚合物是指分子中同时存在对水相和油相具有亲和性链段的高分子化合物。因其兼具高分子和两亲分子结构的双重性能，在保护胶体、分散及絮凝作用等方面有独特的优势，被广泛应用于日用化工、涂料工业、医药、纺织印染、建筑业等多个领域。近年来，由于国内外日益重视化学品对环境和人体的危害，原料来自于可再生资源的木质素系两亲聚合物已经逐渐成为研究热点。但相对于结构规整的嵌段共聚物和接枝共聚物而言，针对木质素两亲无规聚合物的研究较为薄弱。目前，木质素两亲聚合物主要来自于两大造纸制浆副产品：一是传统的亚硫酸法制浆废液的木质素磺酸盐，由于在酸法制浆过程中引入了磺酸基，其具有较好的水溶性；二是烧碱法或硫酸盐化学制浆废液回收的碱木质素，因分子中的亲水性基团较少而仅溶于碱性溶液，但可通过磺化反应转化为水溶性良好的木质素磺酸盐。木质素两亲聚合物最大的用途之一是作为分散剂，其对固体颗粒的分散性能主要是依靠在颗粒表面上的吸附来实现的，因此，吸附特性和机理的阐明，尤其是吸附形态和吸附规律的研究，对木质素两亲聚合物的改性及表面物化性能的提高均有重要的指导意义。但由于木质素两亲聚合物分子结构和物理化学性质的不均一性给性能表征带来了很大困难，而且分布不均匀的亲水疏水链段也使得聚合物分子间、聚合物分子与溶剂分子间及聚合物分子与颗粒间的作用力更为复杂，对木质素系两亲无规聚合物的研究仍有大量基本理论问题没有得到解决。本论文以酸法制浆废液中回收的木质素磺酸钠为原料，研究了其在气/液界面上的动态吸附行为，不同pH条件下木质素磺酸钠在氧化铝颗粒上的吸附机理，吸附构型对氧化铝悬浮液体系的分散性能的影响，探索了直链醇对木质素磺酸钠在界面吸附性能的影响规律及对木质素磺酸盐分散的增效作用机理；以竹浆造纸制浆黑液中的碱木质素为原料，制备了高磺化度高分子量的接枝磺化碱木质素，考察了其对氧化铝颗粒在水溶液中的分散效能，揭示其吸附分散作用机理，研究结果可为木质素两亲聚合物的应用提供基础数据和理论指导。论文采用轴对称液滴形状测定法研究了不同浓度木质素磺酸钠溶液在气/液界面上的动态吸附行为。结果表明，木质素磺酸钠在气/液界面上的吸附是一个缓慢的过程，其吸附效率主要依赖于木质素磺酸钠聚集体在溶液中的解聚速率；由Langmuir、Frumkin、modified Frumkin及modified Flory-Huggins方程的模拟结果可知，木质素磺酸钠在界面上的吸附量较少且吸附构型疏松，吸附层中的分子与分子间的相互作用很弱以至于可忽略不计，进一步建立了估算其溶液动态表面张力的数学模型。通过Langmuir-Blodgett膜天平（LB膜天平）研究了木质素磺酸钠在气/液界面上的成膜特性。在合适的条件下（溶液浓度为10g/L，亚相为0.01mol/L CdCl_2，进样量为50μL，划障速率为10mm/min），可以将木质素磺酸钠Langmuir膜成功地转移沉积到亲水性石英基材上；而直链醇对木质素磺酸钠在界面上的吸附具有增效作用，促使更多的木质素磺酸钠分子被吸附于界面，使分子在界面上的排列更加有序。通过流变特性、吸附等温线、zeta电位、XPS等测试技术，研究了不同pH条件下木质素磺酸钠在Al_2O_3颗粒表面上的吸附特性，建立了相应的吸附模型，考察了木质素磺酸钠对高固含量悬浮液的分散降黏性能和作用机理。结果表明：当pH值较低时，随着浓度的增大，木质素磺酸钠以聚集体的形式吸附于Al_2O_3颗粒表面，吸附等温线符合Freundlich方程；而当pH值较高时，木质素磺酸钠趋向于以疏松的单分子吸附于颗粒表面，其吸附等温线符合Langmuir方程；在所研究的pH范围内，氢键对吸附没有贡献；木质素磺酸钠在Al_2O_3颗粒表面的吸附作用力与Al_2O_3颗粒的等电点pHIEP有关，当pH<pHIEP时，两者间的吸附作用机制主要为静电作用和Al3+-π作用；而当pH> pHIEP时，Al3+-π作用是主要的吸附作用力；当pH <pHIEP时，颗粒间主要依靠静电排斥作用和空间位阻分散于悬浮液中；而当pH> pHIEP时，颗粒间的分散主要依靠静电排斥作用。通过zeta电位仪、表面电荷密度仪和TEM研究了直链醇对木质素磺酸钠聚集态的影响，得出直链醇的非极性端可插入到木质素磺酸钠分子的碳氢疏水核内，溶解于其分子中，有助于木质素磺酸钠聚集体在溶液中解聚，使包裹的带电基团裸露出来，提高了木质素磺酸钠分子表面的负电性。吸附等温线、zeta电位和XPS等测试结果表明，直链醇的掺入有效地增强了固体颗粒间的静电排斥作用，当溶液条件为酸性或中性时，直链醇的存在有利于木质素磺酸钠对Al_2O_3悬浮液的分散稳定；但当溶液条件为碱性时，直链醇的影响几乎可以忽略不计。以竹浆造纸黑液中的碱木质素为主要原料，通过磺化和缩聚反应制备了具有高磺化度高分子量的碱木质素改性产物SBAL，采用TEM、1H NMR、IR、GPC和自动电位滴定等测试技术对其结构和官能团的含量进行了表征，并研究了SBAL对Al_2O_3颗粒在水溶液中的分散机理和吸附特性。结果表明：SBAL的重均分子量达到了24880Da，是碱木质素的7.38倍，磺化度为2.70mmol/g；SBAL分子内部为木质素的疏水骨架，表面为带亲水性官能团的长侧链，亲水官能团随pH的增加而逐渐电离，使其在水溶液中由卷曲状态逐渐伸展；其在Al_2O_3颗粒表面的吸附特性与Al_2O_3颗粒的等电点pHIEP有关，当pH <pHIEP时，SBAL在Al_2O_3表面的吸附以静电吸附为主，SBAL的吸附有利于增大颗粒表面的负电性，而当pH> pHIEP时，静电吸附作用减弱，吸附质量减小，吸附层结构疏松，对颗粒表面的负电性影响程度降低；在所研究的pH范围内（pH=3~12），SBAL对Al_2O_3悬浮液有较好的分散效能，低用量时以静电排斥作用为主，高用量时以空间位阻为主。
周薇[5]2007年在《蛋白质固液界面吸附的分子模拟》文中指出蛋白质的界面吸附是一类基本的现象,也是解决界面科学、生命科学及工程技术领域中许多问题的关键,对蛋白质界面吸附问题的研究有着重要的理论和实际意义。由于蛋白质同界面间相互作用的复杂性使得单纯依靠实验方法无法得到吸附的完整信息。利用分子模拟方法,从微观水平上对蛋白质界面吸附进行研究,有助于深入地了解蛋白质界面吸附的机理。本论文采用CHARMM22力场和TIP3P水分子模型,在NVT条件下,对聚十赖氨酸分子在金属铂(Pt)、无机非金属氧化锌(ZnO)及有机高分子聚乙烯(PE)界面上的吸附过程分别进行了分子模拟(MD)。考察了不同界面性质、水溶液、力场参数等因素对吸附的影响。对聚十赖氨酸分子的构象变化、能量及运动等特性进行了分析,对蛋白质分子的固液界面吸附机理进行了探讨。模拟结果表明,在不同性质的界面上,经过吸附后,聚十赖氨酸分子主链构象发生了变化,分子的α-螺旋结构有不同程度的减少。PE界面上的吸附作用强于Pt及ZnO界面,更易使聚十赖氨酸分子发生变性。在晶格结构界面上,界面原子排列密度越大对聚十赖氨酸分子的作用越强;界面原子排布规则的晶体界面对聚十赖氨酸分子构象的影响较无规则界面强。固体界面的组成性质及界面形态对蛋白质的吸附起到重要的影响作用。对具有不同范德华参数和电荷的Pt界面上的聚十赖氨酸吸附体系进行的MD计算表明,范德华作用和静电作用在吸附中均对聚十赖氨酸分子构象产生影响,相对而言,静电力的作用影响更为显着,在吸附过程中起主导作用。吸附过程中,水溶液在界面和聚十赖氨酸分子之间起到了重要的过渡媒介作用,聚十赖氨酸同界面的相互作用是聚十赖氨酸分子、固体界面及水溶液之间共同相互作用的结果,因此,界面的亲疏水性在蛋白质吸附中起着非常重要的作用。采用分子模拟方法获得的结果,可以为蛋白质界面吸附的机理研究提供理论基础,对相关领域技术的发展起到促进作用。
陈霆, 刘洪来, 胡英[6]1999年在《两嵌段共聚高分子在固液界面吸附的Monte Carlo模拟(Ⅱ)──界面浓度分布和吸附量》文中研究表明用MonteCarlo方法对两嵌段共聚高分子在固液界面的吸附进行模拟，获得了固液界面区总链节密度和吸附链节浓度分布、链附着率、表面覆盖率和吸附量等信息，考察了吸附性链节的对比吸附能和两嵌段共聚高分子中吸附性链节比例f对它们的影响．结果表明，较大时，吸附量先随f的增加而上升，在f=0．4左右达到最大值后逐渐下降．
姜冬宇[7]2008年在《蛋白质在聚乙烯界面吸附的分子动力学模拟》文中研究说明蛋白质吸附广泛应用于生物医学、生物材料、蛋白质分离、药物输送等领域。由于蛋白质吸附的复杂性,人们对其机理仍然缺乏完整、准确的了解。分子动力学模拟可以从分子水平上研究蛋白质吸附过程,获得实验无法得到的信息。聚乙烯是一种结构简单、应用广泛的高分子材料,普遍应用于人工关节等生物医学材料。本文利用GROMACS软件对聚十赖氨酸多肽、牛胰蛋白酶抑制剂和人体溶菌酶在聚乙烯界面上的吸附进行了分子动力学模拟,研究了不同表面形态、不同侧链电荷、不同水分子模型、不同力场条件、不同多肽-表面间距离等因素对吸附过程的影响。在长方体盒子周期性边界条件下,利用最速下降法进行初始结构的能量优化,采用NVT系综,使用蛙跳法进行了分子动力学模拟。非键相互作用的计算采用截断值法PME方法。根据蛋白质二面角变化和拉氏构象图分布分析了吸附过程中蛋白质分子的构象变化;并对吸附过程中蛋白质的回转半径、溶剂可及面积以及蛋白质和聚乙烯界面间的作用能进行了分析。模拟结果表明,聚乙烯表面对带侧链电荷的聚十赖氨酸的吸附作用强于对不带侧链电荷的吸附作用;无规聚乙烯表面对聚十赖氨酸的吸附作用强于规整聚乙烯表面对聚十赖氨酸的吸附作用;水分子通过氢键对聚十赖氨酸的吸附有很大的影响。动力学模拟还表明,水分子模型和力场的选择均对模拟结果有影响。采用SPC水分子模型,聚乙烯表面对聚十赖氨酸的吸附作用最强;在AMBER94力场下,聚乙烯表面对聚十赖氨酸的吸附强于GROMACS力场下的吸附。构象分析表明,在吸附过程中蛋白质分子的构象发生了变化。聚十赖氨酸分子中的α-螺旋结构几乎全部丢失;牛胰蛋白酶抑制剂中的β-折迭结构部分丢失;人体溶菌酶中的α-螺旋结构也发生了部分丢失。能量分析表明,聚乙烯界面与蛋白质分子之间的范德华作用是蛋白质吸附的主要推动力。
张宾[8]2012年在《染料聚醚衍生物在母体分散染料颗粒界面吸附行为的研究》文中研究指明分散剂在分散、还原染料商品化加工和应用过程中起着至关重要的作用。因此为获得稳定的染料分散体系以及提高高温染色时染料对纤维的吸附和扩散速率,合理设计和优化选择分散剂一直是染料工作者研究的重点。分散剂是通过吸附在颗粒表面产生静电排斥或空间位阻等作用使体系呈稳定的分散状态,其在染料颗粒界面的吸附主要与分散剂/染料颗粒表面的相互作用、分散剂的疏水性以及吸附层厚度有关。据此课题组在前期研究中设计并制备了一类连接基团为脲基的染料聚醚衍生物,本论文详细探讨了这类分散剂在水溶液中的性质、对母体分散染料的分散效率和在染料颗粒界面的吸附行为,以了解其分散作用机理；结合标度理论和分散稳定性理论构建了染料聚醚衍生物分子结构—分散稳定性—吸附行为之间的关系,并借助于多种计算机模拟方法从微观和介观两个方面对染料聚醚衍生物及聚醚在染料界面的吸附行为进行了模拟,以期为超分散剂分子结构的设计和优化等提供理论指导。本论文的研究内容和得到的结论主要如下：基于超分散剂的结构特点,设计并制备了一种连接基团为叁嗪环的染料聚醚衍生物,利用红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析等方法对其结构进行了表征,并研究了它对母体分散染料的分散效率以及由其制备的染料分散体系的应用性能。结果表明,在用量很少的情况下,这种染料聚醚衍生物具有优异的分敞效率,制得的染料分散体系具有很好的稳定性；将自制的分散体系对聚酯纤维进行实验染色,并和商品染料进行了对比,结果表明自制分散体系的上染速率高于商品染料,在无需还原清洗步骤情况下染色织物的匀染性和染色牢度即能达到商品染料的水平,而其染色残液的CODCr值较低,基本无色。利用表面张力、稳态荧光和动态光散射等测定方法研究了聚醚、连接基为脲基的染料聚醚衍生物的表面活性及在水溶液中的聚集行为。结果表明聚醚的表面张力—浓度曲线变化趋势类似于高PEO含量聚合物,即具有2个转折点：第1个转折点是由于分子结构转变而导致其在气/液界面排列比较致密,第2个转折点为聚醚的临界胶束浓度；而染料聚醚衍生物的表面张力—浓度曲线类似于一般的表面活性剂,其cmc值小于相应的聚醚,相同浓度下其表面活性优于相应的聚醚。聚醚由于分子结构中疏水PPO链段较短,疏水性不强,在水溶液不能形成稳定的聚集体；而疏水性分散染料分子的引入改善了其在水溶液中的聚集趋势,在浓度0.5g/L以上可形成稳定的、流体力学直径在50-150nm的聚集体,根据其分子结构推测其形成的聚集体结构比较疏松,内部被水分子高度溶胀。对聚醚和染料聚醚衍生物在母体分散染料界面的吸附行为进行了研究,并借助于标度理论对上述聚合物在染料界面的吸附层结构进行了分析,结果表明聚合物在染料颗粒界面的吸附等温线均为Langmuir型；二者在染料界面的饱和吸附量与聚合物的分子量和疏水性有很大关系,分子量的增大或疏水性的增加都会使聚合物在染料界面的饱和吸附量增加；染料聚醚衍生物的饱和吸附量是相应聚醚的2倍以上,且其对染料表面的吸附自由能高于相应聚醚,这说明分散染料分子的引入使聚合物分子结构中含有π电子,因而染料聚醚衍生物可与染料表面形成较强的π-π堆积作用；基于相关文献,推断出二者主要是以单分子刷状构型吸附在染料颗粒表面；由吸附模型得到的吸附层厚度与Zeta电位计算的结果相差不大,染料分子的引入使聚合物在染料表面的吸附层厚度增加了约2nm。基于相关文献计算了染料聚醚衍生物和聚醚在染料颗粒界面饱和吸附时颗粒间的总势能,结果表明在饱和吸附情况下,所有的聚合物都可提供较强的空间位阻；势能曲线存在一浅引力井,此时分散体系不稳定,易形成颗粒聚集体,当吸附层厚度从5.1nm增加到16.7nm时,引力井从-2.4kT变为-0.3kT,这说明相同颗粒大小下,聚合物吸附层厚度越大,引力井绝对值越小,体系更稳定；染料聚醚衍生物总势能的数值明显大于相应的聚醚,说明含染料聚醚衍生物的分散体系更为稳定；影响势能的因素主要包括吸附层厚度、链段密度和分子量等,这与实验结果相一致；与理论相悖的是分散稳定性也与吸附能有重要关系,可能原因是由于聚合物分子中PEO含量较高,聚合物与水之间的相互作用较大可使聚合物从染料表面解析下来,从而造成颗粒絮凝或沉淀。因此要想获得较好的分散稳定性,聚合物的锚固基团疏水性必须很强才能提供较大的吸附能,而且在设计和优化分散剂时也必须考虑平衡和动态等因素。利用分子动力学和Monte Carlo模拟退火法分别计算了聚醚及染料聚醚衍生物与染料表面的相互作用能、吸附能,并模拟了水溶液中聚醚和染料聚醚衍生物在染料表面(002)的吸附行为,探讨了两种体系在动力学平衡过程中聚合物在染料表面吸附构象以及能量的变化情况。结果表明染料聚醚衍生物与染料表面的相互作用能和吸附能数值均大于相应的聚醚,二者在染料表面的吸附构象有很大区别：聚醚分子近似不吸附在染料表面,而仍存在于溶液中,说明由于聚醚分子中PEO链段较长,因而使PEO链段与水分子的相互作用大于PPO链段与染料表面的相互作用,最终使聚醚分子不能吸附在染料表面；而对于染料聚醚衍生物,可明显看出其染料分子部分和PPO链段吸附在染料表面上,而PEO链段伸展到溶液中,从而达到稳定染料颗粒的目的。利用粗粒化的MesoDyn方法模拟研究了聚醚和染料聚醚衍生物在水溶液中相行为,并详细研究了聚合物分子结构和浓度对聚合物形成的胶束结构的影响和胶束形成过程。结果表明染料聚醚衍生物可在水溶液中形成球状胶束、蠕虫状胶束、胶束簇以及双连续结构；形成的球状胶束和蠕虫状胶束结构都是以珠子Dye和PO为核,EO为壳；在一定浓度下,染料聚醚衍生物体系可形成胶束簇,此时珠子Dye和PO仍形成胶束的内核,而EO以近似连续相的形式、不规则多边形包裹着多个胶束内核,这与由实验得出的推论一致；其胶束形成过程可分为诱导阶段、开始形成阶段、演化阶段和平衡稳定四个阶段；提高初始聚合物的浓度可缩短形成胶束的诱导时间,并提高平衡后的有序参数,而且在胶束的平衡阶段可发生胶束碰撞融合现象。利用耗散粒子动力学方法对聚醚和染料聚醚衍生物在染料界面的吸附行为进行了模拟,结果表明,聚醚分子结构中由于疏水PPO链段较短,疏水性较弱,因而其在染料表面(Wall)的吸附量较低,大部分仍以单分子链的形式分布在水溶液中；而将疏水性染料分子引入聚醚分子改善了其分子的疏水性,其在染料表面(Wall)的吸附量较大；从吸附构象来看,大部分染料聚醚衍生物分子是以单分子刷状的形式吸附在染料表面(Wall),这与实验得到的结论和推论吻合。
张立军[9]2009年在《两亲性梳形高分子在固液界面吸附形态的Monte Carlo模拟》文中提出在各种各样的高分子聚合物中,两亲性梳形高分子由于分子结构中存在对两种不同相结构(通常指液-液、固-液或固-固介质构成的)分别具有亲和性的侧链,表现出独特的表面活性剂特征,越来越多受到人们的重视。两亲性梳形高分子链尺寸,链构象,溶解性,吸附性能都表现出不同于一般均聚物或者共聚物的性质,使其广泛的应用于医药、石油、涂料。目前对于两亲性梳形高分子各种性能与结构关系的研究越来越收到重视,可是由于梳形高分子结构复杂,以及结构表征手段的限制,难以得到较好的理论和实验结果。随着计算机技术和Monte Carlo算法的发展,使Monte Carlo计算机模拟成为为一种研究两亲性梳形高分子结构与性能的有效手段。本文采用叁维立方格子模型,依据Metroplis规则,在50×50×50的叁维立方格子体系中对具有一定结构的两亲性梳形高分子分子在稀溶液体系下对固体小球表面的吸附形态进行了模拟研究。为了模拟稀溶液环境,本文在50×50×50的叁维立方格子体系中只添加单条两亲性梳形高分子链,其一种侧链对溶剂有亲和力,另外一种侧链对溶液中的固体小球表面有亲和力。本文用VB自编模拟程序,通过改变两亲性梳形高分子各链单元之间的相互作用能,侧链在主链分子上的分布状态,以及改变两亲性梳形高分子接枝点的位置来考察两亲性梳形高分子在固体小球表面吸附形态、链构象及迁移特征。发现该高分子的聚集状态、接枝数、接枝分布和空间位阻对其在固体小球表面吸附形态、链构象、吸附层厚度及迁移特征都有很大的影响。
陈景志[10]2015年在《聚电解质、纳米气泡复杂流体界面结构》文中研究说明复杂流体涵盖了大量与日常生活以及工业相关的各种不同体系,表现出与一般溶液不同的性质,它们经常呈现更丰富和多变的性质和相行为,如触变性、相分离自组装等。采用计算机模拟的方法研究复杂流体有助于人们了解复杂流体这些性质的内在机理,从而能够更好地掌控和利用它们。本文首先利用分子动力学模拟研究了本体纳米气泡的形成与稳定问题。研究发现,本体纳米气泡能够在气体饱和度较高的溶液中形成,气体浓度增加能够加剧溶液密度的涨落,促进稳定核心的形成,当气体浓度足够高时,稳定核心之间将发生吞并,使得纳米气泡快速长大。界面的曲率并不会影响气体粒子的吸附行为,但会引起液相中气体浓度的增大,增大的比例可以通过Krichevsky–Kasarnovsky方程较好地描述。在常温常压下,本体纳米气泡的稳定存在相当困难,扩散屏蔽模型不能很好的解决这方面的问题。在以上研究的基础上,本论文接着研究气体类型对本体纳米气泡形成与稳定的影响。模拟结果显示,弱作用强度的气体能够有效地加剧溶液的涨落,促进本体纳米气泡的形成,而强作用强度的气体则难以形成本体纳米气泡。对纳米气泡的形成来说,气体作用强度的降低与气体浓度的增加具有同样的效果,气体作用强度的降低可使本体纳米气泡能够在较低的浓度下形成,但是两者并不存在线性关系。最后,本文采取Martini粗粒化力场研究了部分磺化聚苯乙烯(Partially Sulfated Polystyrene,PSPS)在气/液界面上的吸附行为。在本体溶液中PSPS为一坍缩的线团,磺酸根基团暴露在线团外面,PSPS在气/液界面上吸附的强度较弱,仅约有一半的PSPS发生了吸附,并且发生吸附的PSPS构象变化不大,但是整个PSPS总体上是发生取向了的,这种取向使PSPS以疏水性面积较大的表面在气/液界面吸附。此外,离子强度和气/液界面的曲率半径对PSPS的吸附性能影响不大,但是较大的正曲率半径一定程度上抑制PSPS分子的吸附。
参考文献：
[1]. 高分子固/液界面吸附的模拟研究[D]. 李青松. 湖南大学. 2003
[2]. 高分子在固体表面吸附构象的Monte Carlo模拟[D]. 钟志辉. 中南大学. 2012
[3]. 多分散高分子固液界面吸附构型的Monte Carlo模拟[J]. 刘梅堂, 牟伯中. 华东理工大学学报(自然科学版). 2006
[4]. 木质素磺酸盐在界面上的动态吸附特性及调控[D]. 李荣. 华南理工大学. 2012
[5]. 蛋白质固液界面吸附的分子模拟[D]. 周薇. 天津大学. 2007
[6]. 两嵌段共聚高分子在固液界面吸附的Monte Carlo模拟(Ⅱ)──界面浓度分布和吸附量[J]. 陈霆, 刘洪来, 胡英. 高等学校化学学报. 1999
[7]. 蛋白质在聚乙烯界面吸附的分子动力学模拟[D]. 姜冬宇. 天津大学. 2008
[8]. 染料聚醚衍生物在母体分散染料颗粒界面吸附行为的研究[D]. 张宾. 东华大学. 2012
[9]. 两亲性梳形高分子在固液界面吸附形态的Monte Carlo模拟[D]. 张立军. 吉林大学. 2009
[10]. 聚电解质、纳米气泡复杂流体界面结构[D]. 陈景志. 华南理工大学. 2015
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