纳米颗粒与表面活性剂的自组装行为对硅油-水界面性质的影响的分子动力学研究

作者：宋超; 叶学民; 李春曦

来源：化工进展, 2022, 1-13.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2450

• 自组装
• 分子模拟
• 界面张力
• 表面活性剂
• 纳米粒子
• 聚合物

采用耗散分子动力学模拟方法，研究了氨基修饰的表面活性剂聚二甲基硅氧烷与羧基修饰的二氧化硅纳米颗粒在硅油-水界面上的自组装行为，通过分析油-水界面性质（界面厚度和界面张力）和活性剂的结构性质（回转半径），探讨了活性剂质量分数ω_(S)和纳米颗粒质量分数ω_(N)等对界面性质的影响，阐明了自组装过程中界面性质的影响因素。结果表明，纳米颗粒和表面活性剂在油-水界面上自发组装成纳米颗粒表面活性剂，当ω_(S)=0.005～0.2时，纳米颗粒表面活性剂可有效降低界面张力；而在ω_(S)=0.2～0.5时，该组装行为使界面张力随ω_(S)而提高。当ω_(S)=0.2时，活性剂的回转半径最大、随时间波动最小，表明活性剂分子被拉伸效果更明显，此时体系的界面张力最低。活性剂结构对界面张力影响较大，活性剂链长在8-17时，端氨基占比较大，即链长最短时，体系的界面张力最低，界面厚度最大。当纳米颗粒直径在2.44～12.21?时，界面张力随颗粒直径增大而降低；当ω_(N)=0.0165625-0.1325时，界面张力随ω_(N)而提高。当活性剂与颗粒的作用参数在9至21时，作用参数对界面性质无影响。

• 单位
  华北电力大学