文摘

交互的聚已酸内酯(PCL)与微乳液的液滴研究quasielastic光散射和小角x射线散射恒定液滴大小我们PCL浓度不同,有明确的证据越来越有吸引力的互动的水滴从结构调查与小角x射线散射(粉煤灰)。集体扩散系数()的液滴与quasielastic监控光散射(QELS)。我们主要关注的变化动态行为作为PCL的浓度和长度尺度的函数(分子量在微乳液= 5000和10000年)。随着PCL浓度和长度尺度的动态系统慢下来。硬球模型与损耗潜在可以适合微乳液与PCL混合的一枝实验。增加的结果表明PCL在微乳液滴的大小不变但83聚合物液滴的大小比例正在改变。

1。介绍

Quasielastic光散射是一个非常有用的方法来描述微乳液的结构,聚合物和纳米粒子在溶液中(1- - - - - -9]。

如果解决方案的散射粒子移动,散射强度随时间的波动直接反映了所谓的散射粒子的布朗粒子运动(溶剂的热密度波动所致)。是这种情况,因为干涉图样的变化和改变粒子间的位置,和相应的检测散射强度的变化是衡量在一个给定的散射角(10- - - - - -16]。

纳米乳是水油和表面活性剂的混合物,可以形成不同形状的水滴石油解决方案或油滴到水解决方案阶段。纳米乳光透明和它们对光学实验。

C₁₂E₅微乳液是由纳米级油(癸烷)液滴在水矩阵稳定pentaethylene醇monododecyl醚(C₁₂E₅)。这种纳米乳的结构和相行为研究。与聚合物微乳液的混合是一个有趣的话题在软物质物理17- - - - - -20.]。有趣的主题在这一领域是损耗效应(20.)和网络过渡的聚合物/微乳液混合物(21]。损耗交流观察到1925年,它是通过增加可溶性聚合物胶体混合物导致胶体的聚合。第一个描述这一现象是由仓叶和Oosawa 1954。损耗在几个聚合物/微乳液混合物(20.]。

PCL是生物聚合物是水溶性和PCL在水中的溶解度取决于分子量和浓度的PCL (22]。QELS用于研究C的PCL对液滴的运动的影响₁₂E₅微乳液。我们知道,C₁₂E₅微乳液显示球形油表面活性剂之间的水nanodroplet相24°C和30°C (23- - - - - -25]。PCL的增加水相的C₁₂E₅微乳液可以改变自由体积的解决方案和液滴之间的交互(油表面活性剂)。

在这项工作中,我们研究聚已酸内酯的浓度和长度尺度效应(PCL)液滴的C₁₂E₅/水/癸烷QELS和小天使x射线散射(粉煤灰)。

2。实验

2.1。材料和方法

pentaethylene醇monododecyl醚(C₁₂E₅从Sigma-Aldrich)和n-decane得到。聚已酸内酯(PCL)分子量(M.W. = 5000和10000年)被调Polysciences公司,德国,德国。微乳液是由重量,surfactant-oil质量比1.08和水滴的质量分数(),它由各自的质量变化n-decane (),C₁₂E₅(),总样品质量()。与聚合物纳米乳的样本是由重量的triblock聚合物的质量分数(),样品的质量是聚合物。混合样本准备以恒定surfactant-oil质量比1.08的不同质量分数的聚已酸内酯(PCL)聚合物。所有样品都是透明25°C。

2.2。小角x射线散射

小角x射线散射(粉煤灰)测量进行使用针孔一枝仪器nonalab公司(KNL、伊朗)。从PANalytical X 'Pert Pro MPD小角度X射线来获得一枝模式。实验以固定波长的完成一个和两个不同的sample-detector距离。

2.3。Quasielastic光散射

QELS测量进行了使用一个ALV单检测型紧凑版本测角仪系统,从ALV-GmbH Langen,德国。氦氖激光光源,操作在一个波长632 nm,垂直偏振光。有人看到粒子分散在一个常数,随机布朗运动,这使散射光的强度波动作为时间的函数。相关器中使用QELS仪器构造相关函数的散射强度1,2]: 在哪里是时代衰变。大量粒子的布朗运动,相关函数是一个指数衰减函数相关器的延时(1,2]: 在哪里基线的相关函数和吗是一个拦截的相关函数。考虑以下: 在哪里是一个平移扩散系数和,在那里,,折射率的分散剂,波长的激光,散射角。

3所示。结果和讨论

纳米乳是由混合C₁₂E₅与n-decane以恒定的水滴和水质量分数(0.2)。数据1和2显示相关函数作为C衰减时间的函数₁₂E₅微乳液混合PCL (M.W. = 5000和10000年)。散射光强度的相关函数作为延迟时间的函数显示一个指数衰减的浓度;参见图1。

从逆衰减时间,不同线性动量转移的平方,集体扩散系数()提取的液滴质量分数的函数(2)和(3)。

集体扩散系数的负斜率的函数滴纯C的质量分数₁₂E₅微乳液和聚合物微乳液节目吸引在微乳液液滴之间的相互作用;参见图2。集体扩散系数的减小斜率作为质量分数的函数显示增加吸引力的液滴之间的相互作用;参见图2。

在图2微乳液的混合两个浓度聚合物质量分数(up-triangle固体分和三角形的固体分)PCL (M.W. = 5000)和开放,三角形点是微乳液与PCL (M.W. = 10000)。很明显与水滴的集体扩散系数随分子量的增加和PCL在微乳液的浓度。

QELS的一项研究表明,C的混合物₁₂氧化聚乙烯(PEO) C₁₂与C₁₂E₅微乳液液滴之间的诱发网络C₁₂E₅微乳液,发现C的增加₁₂-PEO-C₁₂可以产生快和慢运动(集体扩散系数)微乳液(21),这些运动的起源来自连接和nonconnected液滴内部的C₁₂-PEO-C₁₂/ C₁₂E₅微乳液_。这两个动作从相关函数被观察到(21]。在我们的样本中,混合物的PCL C₁₂E₅微乳液显示运动(集体扩散系数),所以我们可以建议PCL不能能够产生液滴之间的一个网络。

损耗效应在聚乙二醇(PEG)的混合物与C₁₂E₅微乳液(24,25,这些结果显示PEG浓度的增加导致增加损耗的影响。研究损耗效应与QELS显示损耗效应可以显示一个运动(集体扩散系数)和增加挂钩集体扩散浓度降低(24,25]。

为了纯粹的结构特征以及PCL包含C₁₂E₅我们应用纳米乳小角x射线散射。散射强度的函数对于C₁₂E₅与PCL /水/ n-decane混合是显示在图3。

散射强度与二维探测器记录150厘米的距离样本导致散射向量的访问范围。

为了从x射线数据提取结构信息,将采用以下模式。数据分析粉煤灰的硬球模型与一个有吸引力的交互使用。分析的结果提出了在桌子上1。

分析的结果显示微乳液的液滴大小是恒定的对不同的浓度和分子量的PCL纳米。

大小比例(体积比的nanodroplet聚合物)变化从0.43到0.24,增加低分子量的聚合物浓度(M.W. = 5000),它改变了从0.51到0.41的高分子量聚合物(M.W. = 10000)。对于这两种情况下随着浓度的增加长度规模减少。

一种可能获得粒子的内部结构信息是间接的傅里叶变换(IFT)技术,导致对密度分布函数,PDDF。这个计算执行完全模范自由,只需要粗略估计的最大尺寸的粒子。该方法用于稀释系统。

交互作用的影响可以被同时计算计算的形式因素和结构因素,导致PDDF intraparticle贡献有限。这可以通过广义间接傅里叶变换(礼物)技术(26]。

与损耗模型潜在的礼物是用来提取结构因子(图4)。的的函数对C的混合物₁₂E₅不同浓度的微乳液PCL显示峰值一个(图4)。这个峰值与体重变化不改变长度和浓度的PCL但结构因子的值低(PCL浓度的增加而增加(图5)。不同分子量的PCL(5000和10000)也有类似的影响强度低(图5)。

这种行为类似于C挂钩的混合物₁₂E₅微乳液(24,25]。一般来说,增加在低的结构因素可以解释类型的液滴之间的相互作用。结构因子的增加低显示增加的有吸引力的液滴之间的相互作用。所以,在我们的案例中我们可以建议增加PCL浓度可以增加吸引力的液滴之间的相互作用。在节流的混合聚合物微乳液研究表明,狭窄的啄食结构因子描述了系统(订单的增加21];在我们的系统中第一个啄在PCL / C是恒定的₁₂E₅微乳液这解释了水滴的顺序与PCL浓度的增加并没有改变。

4所示。结论

粉煤灰和QELS一直用于研究不同长度和重量的混合物的浓度PCL和C₁₂E₅/水/ n-decane微乳液。结果显示损耗交互因为增加数量的PCL的运动可以减少液滴在微乳液。不同分子量的PCL(5000和10000)对有吸引力的互动也有类似的影响。一枝数据可以描述的损耗模型定量。粉煤灰的结果与数据显示液滴的大小是恒定的,但大小比率随增加的PCL微乳液,这是由于聚合PCL的解决方案。损耗效应可以描述以及集体行为的扩散系数与PCL浓度增加。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。