受限制環境中表面活性劑分子吸附行為的研究

《受限制環境中表面活性劑分子吸附行為的研究》是依託華南理工大學，由吳叔青擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：受限制環境中表面活性劑分子吸附行為的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：吳叔青
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

表面活性劑在不規則（粗糙或者多孔）固體表面上的吸附在礦物浮選，石油鑽井、採油及原油除泥等領域得到廣泛套用，但是科研界對表面活性劑在受限制環境中的吸附行為的研究卻很少。本項目將以限制環境對表面活性劑吸附的熱（動）力學性能及吸附過程的影響為研究對象，研究其影響機理，探索在限制環境中，吸附條件對吸附行為的影響，建立在已知的平滑表面上的吸附行為和未知的不規則表面上的吸附行為之間的聯繫，以及限制環境的尺寸與吸附量之間的量化關係。研究環境尺寸對吸附行為和吸附形態的影響。將研究結果套用於納米尺寸的表/界面（材料）的建立，通過界面膠束聚合製備具有特殊性能的聚合物超薄膜、納米聚合物導線、納米聚合物顆粒，為表面活性劑在電子材料、生物相容性材料，超疏水（油）材料，工程材料的表面修飾，礦物浮選及石油開採方面的進一步套用建立理論和套用基礎。

結題摘要

本課題通過採用電子束刻蝕的方法，以聚甲基丙烯酸酯（ＰＭＭＡ）塗層為掩膜，在矽片上進行圖案化，製備了深度為30nm和150nm，寬度為２ｕm-50nm不等的納米溝槽來模擬受限制環境，利用表界面聚合的方法，在納米溝槽中進行表界面聚合，洗去掩膜後，通過研究溝槽中聚合物的形貌來研究受限制環境中固-液界面的表面活性劑界面膠束的形貌，來間接表征表面活性劑分子在受限制環境中的吸附情況。研究中發現對於表面活性劑的吸附行為在寬度為2um，深度為150nm的溝槽中，沒有發現明顯的尺寸限制效應，當溝槽尺寸下降到500nm以下時，限制效應開始出現，界面膠束開始出現融合現象，當溝槽寬度達到50nm，表面活性劑的聚集態結構由開放體系中的半球狀轉變成半圓柱狀。表面活性劑的濃度、聚合單體的濃度、共溶劑效應和溝槽的深度都會影響到吸附環境的尺寸限制效應。