文档介绍：第卷第期化学工程.
年月.
超临界反相微乳体系的介观模拟研究
杨囡因,朱永仿,杨晓宁
南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京
摘要:研究水/表面活性剂/超临界:的结构自组装对于设计和应用基于流体的反胶束微乳化过
程有着重要的理论指导意义。文中采用耗散粒子动力学模拟方法,对双链离子型表面活性剂琥珀酸酯磺
酸钠—水:溶剂体系进行介观模拟。模拟观测了在中表面活性剂不同组成下的聚集形
态,以及反相微乳结构形成的动态过程,同时考察了微乳体系的相形态与温度和压力的关系。模拟结果表明:温度
升高,有利于反相微乳结构的形成;压力升高,会破坏反相微乳结构。
关键词:耗散颗粒动力学;超临界;反相微乳;表面活性剂
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:

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在超临界:中加入特殊表面活性流体中,实验观测更是十分困难。而计算机模拟可
剂后,可以形成热力学稳定、各向同性、光学透明、以在不同尺度下将分子自组装过程清晰地展现出
含有极性微水区域的反胶束微乳相。该技来。由于表面活性剂自组装的时间尺度很多在
术已是溶质萃取、重金属回收、超细粒子制备、复左右,因此常规原子/分子水平尺度下的分子模拟难
合材料合成和超临界反应等领域的应用热点。以得到完整的结果。
由于常规商业表面活性剂很难在中起到微耗散粒子动力学能在介观的时间和空
乳化作用,因此设计和合成适于在,的表间尺度下模拟复杂流体行为,为研究复杂流体结构
面活性剂是:技术能够广泛应用的关键和基自组装的研究提供了强大的理论工具。国内研
础。到目前为止,大多数研究主要集中在含氟表究者也采用方法对聚合物与表面活性剂的相
面活性剂。互作用、水溶液中聚合物聚集的动力学变化过
目前,由于其分子的自组装微观现象很难直接程、嵌段共聚物胶束体系的微相分离性质¨进
进行实验观测,对于反胶束微乳化自组装详细结构行了研究。本文采用模拟方法对:反相
行为的研究报道还很缺乏。特别是在高压微乳体系的相行为进行模拟研究。通过介观尺度上
基金项目:国家自然科学基金资助项目;高校博士点基金
作者简介:杨困困一,女,博士研究生,研究方向为超临界流体的分子模拟;杨晓宁,通讯联系人,:..。
杨囡囡等超临界:反相微乳体系的介观模拟研究· ·
观察水/表面活性剂/系统在不同温度、压力下
的结构状态,从而揭示:反相微乳体系的相行
为规律。
理论和模拟方法
. 理论
模拟中粒子遵循牛顿运动方程,作用在每图粒子结构示意图
.
个粒子上的力包含种:守恒力,耗散力,随
机力。
. 模拟方法
∑砖系统内各物质的溶解度参数通过对、水、表
其中守恒力定义如下: 面活性剂头和尾分别进行原子/分子模拟来计算得
到。该方法通过创建各系统在其密度下的无定型结
式中:为颗粒和颗粒之间的排斥力参数, 为构,然后进行动力学模拟计算实现。模拟采用周期
权重函数, —和为粒子和『的位性边界条件,抽样构型为个。力场选择—
置,,为方向的单位向量,耗散力和随机力的详力场。通过经典动力学模拟计算溶解度参
细表示