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《嵌段聚醚非离子表面活性剂在油水界面吸附的动态MonteCarlo模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第21卷第4期油 田 化 学Vol121No142004年12月25日OilfieldChemistry25Dec,2004文章编号:100024092(2004)0420376205嵌段聚醚非离子表面活性剂X在油水界面吸附的动态MonteCarlo模拟卫一龙,戎宗明,刘洪来,胡 英(华东理工大学化学系,国家重点工程联合实验室,上海200237)摘要:发展了一种利用MonteCarlo方法模拟两嵌段共聚物型非离子表面活性剂在油水界面吸附的动态算法,可以同时获得吸附过程的一些静态性质(如平衡后油水界面上所吸附的共聚物分子数目
2、、界面层的厚度、对称性以及油水界面张力)和动态性质(如系统达到平衡所需时间等);在模拟过程中可以观察到共聚物分子在油水界面形成的亲油基伸展在油相、亲水基伸展在水相的定向排列的稳定的单分子界面膜;在其他条件一致的情况下,本文所描述的方法与静态算法所得到的界面上吸附的共聚物分子数基本相同,但略有差异,文中给出了合理的解释;绘制了界面吸附的共聚物分子数随模拟进程的变化图,当作用能参数不同时得到不同的吸附曲线,随着模拟的进行,高作用能系统平稳达到吸附平衡值,而低作用能系统的吸附曲线则在达到最大值后逐渐降低,最终达到平稳值,与文献报
3、道的实验结果十分吻合,利用物理化学的基本原理对这些不同进行了解释。图7表2参14。关键词:动态MonteCarlo模拟;两嵌段共聚物;油水界面;吸附;动态界面张力;非离子表面活性剂+中图分类号:O647131:O6471314文献标识码:A 乳化剂或破乳剂通过吸附在油水界面,改变界性物质和两嵌段共聚物在油水界面吸附的MC模面性质而达到稳定乳状液或破乳的效果。对这些表拟,这些工作大都把注意力放在对平衡性质的模拟面活性剂在液2液界面的吸附形态、吸附过程等平衡上,对于动态性质的模拟很少见到报道。本文对现和动态性质的研究具有重要
4、意义。直接测量这类共有动态MC算法进行了改进,可以同时获得系统的[1～3]聚物分子在油水界面的性质比较困难,目前已平衡性质和动态性质,以及油水界面过渡相的详细[4][5]发展了椭圆偏振光法、放射示踪法、表面压/表信息。面积测量等技术,可以获得平均界面厚度、界面吸附1 模型和算法量、平均分子面积等关于界面的一些简单性质,但是[10,11]实验过程十分繁琐,且由于界面的特殊性,这些技术本文模拟所采用的模型和文献相似,模拟应用于界面所得到的结果不够可靠。现在使用的大在一个Lx×Ly×Lz的立方盒子里进行,所有的格多数破乳剂和乳化
5、剂都是两亲性的共聚高分子,即点都被某种分子:油分子、水分子或者共聚物分子占包含i(i≥1)个亲水基(通常为氧乙基)和j(j≥1)据。油分子和水分子分别用“O”和“W”表示,每一个亲油基(通常为氧丙基)的AiBj型高分子,所以可个油分子和水分子分别占据一个格点;包含i(i≥以采用MonteCarlo(MC)分子模拟的方法进行研1)个头基(亲水基)和j(j≥1)个尾基(亲油基)的共究,帮助我们获得关于油水界面的详尽信息,以深入聚物分子AiBj用连续的i+j个格点表示,每一个[6～8]了解乳化、破乳等过程。文献报道过一些两亲头基
6、和尾基分别占据一个格点。每一个格点都和它X收稿日期:2004203229;修改日期:2004209224。基金项目:国家自然科学基金(20025618,20236010)和上海市教委资助项目。作者简介:卫一龙(1973-),男,华东理工大学化学与制药学院在读博士生(2000-),1997年获哈尔滨工业大学应用化学系学士学位,2000年获辽宁石油化工大学(原抚顺石油学院)硕士学位,现从事非离子表面活性剂在油水界面吸附的动态MonteCarlo模拟研究。刘洪来(1960-),男,华东理工大学化学系教授,应用化学研究所副所长,本
7、文通讯联系人,通讯地址:200237上海市梅陇路130号华东理工大学化学系,E2mail:hlliu@ecust1edu1cn。第21卷第4期卫一龙,戎宗明,刘洪来等:嵌段聚醚非离子表面活性剂在油水界面吸附的动态MonteCarlo模拟377的六个最近邻格点相互作用;在x和y方向采取周节运动以后,随机地选择链表中的一个或两个格点,期性边界条件。在z=1和z=Lz处是两个不可穿并对其进行扰动,即检查其六个最邻近格点,如果存透壁,不可穿透壁可以与其紧邻的格点有相互作用,在非高分子链节且与被选中格点相异的格点,则随[11]即z=
8、1处的壁可以和z=2处的格点作用,好像z机地选择其中的一个交换位置,以Metropolis判=1层全部被水分子占据一样。同理,可以认为z据判断是否接受这一运动。因此,在本文的模拟中=Lz层全部被油分子占据,并同z=Lz-1层的格采用了两种运动方式,第一种是高分子链的内部翻点相互作用。在模拟开始以前,系统
