疏水缔合聚丙烯酸与蠕虫状胶束的协同作用

梅拥军 韩一秀 周 洪 姚 林 江 波,*

(1四川大学化学学院,成都610065;2中国民航局第二研究所,成都610041)

疏水缔合聚丙烯酸与蠕虫状胶束的协同作用

梅拥军1,2韩一秀2周 洪2姚 林1江 波1,*

(1四川大学化学学院,成都610065;2中国民航局第二研究所,成都610041)

从宏观流变性和介观尺度方面,研究了疏水缔合聚丙烯酸(HMPA)与油酸钠(NaOA)构筑的蠕虫状胶束的协同作用.考察HMPA对蠕虫状胶束溶液流变性和表观粘度的影响,结果表明,极少量HMPA的引入导致蠕虫状胶束溶液体系动态模量明显增加;其表观粘度随HMPA浓度的增加先增强后减弱.另一方面,通过耗散颗粒动力学(DPD)分子模拟方法研究了混合体系中溶液组成对HMPA分子链的均方根末端距的影响.结果表明,随着NaOA浓度增加,HMPA的均方根末端距会出现峰值;HMPA的伸展程度受其自身浓度变化制约,相对于纯HMPA体系,NaOA胶束的存在对高浓度区的HMPA伸展程度影响更明显.结合流变实验和分子模拟结果,初步解释了聚合物与蠕虫状胶束的协同作用机制.

疏水缔合聚丙烯酸;蠕虫状胶束;流变性;表观粘度;耗散颗粒动力学分子模拟;均方根末端距

1 引言

疏水缔合聚合物是亲水性主链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物,1在溶液中达到临界缔合浓度后,通过疏水性基团的缔合作用形成三维网状结构,从而赋予溶液粘弹性.疏水缔合聚合物的研究在学术和工业领域倍受关注,其溶液已经广泛应用于三次采油、流体减阻和清洁压裂液等领域.2蠕虫状胶束一般由离子型表面活性剂自组装形成.当表面活性剂浓度达到临界交叠浓度后,蠕虫状胶束互相缠绕形成类似于聚合物的三维网状结构,使溶液具有类似聚合物溶液的粘弹性.3-5由于易降解更环保,阴离子表面活性剂如油酸钠和芥酸钠在有机或无机盐的诱导下构筑的蠕虫状胶束更受关注.4-6疏水缔合聚合物和蠕虫状胶束能够通过协同效应展现出不同于甚至优于其单组分体系的性能,如协同增粘,7蠕虫状胶束对烃类物质的敏感性降低,8耐高温9等.目前,有关蠕虫状胶束协同作用的研究多数涉及到非电解质类(如聚丙烯酰胺)聚合物,7,9而聚电解质类(如聚丙烯酸)聚合物还少见报道.

分子模拟是一种有效的技术手段,研究周期短,效率高,能调控变量,较大程度辅助实验研究,加快研究进度.10耗散粒子动力学(DPD)模拟方法是应用于软物质领域最广、最科学的介观模拟手段之一.11-14DPD是1992年由Hoogerbrugge和Koelman15提出的一种研究流体动力学行为的介观计算机模拟方法.它采用了粗粒化模型,将实际流体中的一小块区域或包含大量分子或原子的团簇看作耗散粒子动力学模型中的一个作用点,又在粒子间引入了“软”的相互作用势,因而用来模拟在较长时间和空间尺度上的系统结构以及演变过程.16因而DPD适用于研究聚合物和表面活性剂等由远超上百万个原子组成的体系.17宏观流变性往往反映分子或者胶束在介观或微观尺寸上的排列方式,有必要通过分子模拟揭示介观形态来探索混合体系的组成与其宏观流变性之间的规律.

基于油酸钠(NaOA)构筑的蠕虫状胶束体系,本文研究了引入疏水缔合聚丙烯酸(HMPA)对体系表观粘度及流变性方面的协同作用.采用DPD分子模拟考察了体系组成变化对HMPA的均方根末端距的影响,初步解释了相关的协同作用机制.

2 实验部分

2.1 原料与试剂

HMPA,实验室合成;18NaOA和醋酸钠,国药集团化学试剂有限公司提供,分析纯.本实验所用水均为去离子水(Millipore Milli-Q),为中和聚丙烯酸和防止油酸水解,溶液的pH值保持为8.样品溶液均在25°C制备.

2.2 仪 器

流变数据均由美国TA公司的AR-2000ex流变仪测得,采用锥盘测试系统(直径为40 mm,锥角为1°),由Peltier系统自动控温,在25°C测定.动态流变在线性粘弹区测定.表观粘度采用Brook field DV III+粘度计测定,剪切速率为1 s-1,特性粘度[η]由乌氏粘度计测得.

分子模拟采用Materials Studio 4.0(Accelrys Company,San Diego,CA,USA)软件的DPD模块进行计算.

2.3 DPD分子模拟

2.3.1 计算方法简介

粒子的运动遵循牛顿运动方程:

αij是粒子i和j之间的最大排斥力,rij代表从粒子i指向粒子j的单位矢量,ωD和ωR是与粒子间的距离有关的权重函数,它们分别描述了这两个力随着粒子间距离增加时的衰减情况.θij是具有高斯分布的随机数.粒子i所受的力可表示为:

耗散粒子动力学中不同种粒子间的排斥参数为:

式中,ρ为粒子密度,χij是Flory-Huggins参数.由此获得了耗散粒子动力学模型与实际系统的一种映射关系,即从体系的χij就可以获得耗散粒子动力学模拟的相互作用力参数,从而实现从耗散粒子动力学方法中的粒子模型向具体体系的转化.Flory-Huggins参数指示粒子间的互溶性,数值越大代表粒子越不容易互溶.

2.3.2 模拟参数

在模拟过程中设置参数:单位长度rc=1,粒子密度ρ=3,温度kBT=1(kB为玻尔兹曼常数,T为绝对温度),随机力σ=3,弹性系数C=4.模拟在大小为20× 20×20且各个方向都具有周期性边界条件的立方盒中进行,总粒子数为1×105,模拟的时间步长为0.05,每个模拟体系的模拟步数均为20000.如图1所示,聚合物HMPA和NaOA中的不同基团均由不同的DPD珠子代表,那么HMPA和NaOA分子则是由这些相关的珠子以弦力线性串起的珠子链.在Blends模块中求得的各个珠子之间的Flory-Huggins参数列于表1中.

图1 HMPA和NaOA的结构式和在DPD模拟中珠子(A-G)的划分方式Fig.1 Schematic structures of HMPAand NaOAand divided DPD beads(A-G)

表1 不同DPD珠子之间的相互作用参数Table 1 Interaction parameters between different beads in DPD simulation

3 结果及讨论

3.1 协同增粘行为

图2中对比了蠕虫状胶束体系“75 mmol·L-1NaOA+2.3%NaAc”和混合体系“75 mmol·L-1NaOA+2.3%NaAc+0.03%HMPA”的稳态流变和弹性模量(Gʹ).一般的,在低剪切速率下,表观粘度出现的平台值通常近似为体系零剪切粘度(η0),而粘度开始下降时的剪切速率被称为临界剪切速率.3如图2中所示,加入0.03%HMPA后,η0增加一个数量级,临界剪切速率减小了两个数量级;在相同角频率(ω)下,混合体系的Gʹ也大大增加,并且随着ω增加,出现一个平台模量值.

图2 加入0.03%HMPA对“75 mmol·L-1NaOA+2.3% NaAc”蠕虫状胶束溶液的稳态和动态流变的影响Fig.2 Influence of adding 0.03%HMPAon the steady and dynamic rheological properties of“75 mmol·L-1NaOA+2.3%NaAc”wormlike micellar solution

图3 在2.3%NaAc存在下HMPA浓度对不同NaOA浓度蠕虫状胶束溶液表观粘度(ηapp)的影响Fig.3 Effect of HMPAconcentration on the apparent visocosity(ηapp)of micellar solution at different NaOAconcentrations in the presence of 2.3%NaAc

在2.3%醋酸钠(NaAc)存在下,NaOA胶束体系的表观粘度(ηapp)受HMPA浓度变化的影响如图3所示.未加入HMPA时,表观粘度随NaOA浓度的增加而增加;加入HMPA,不同NaOA浓度(50、75、100 mmol·L-1)的胶束溶液的表观粘度都增加,表明在混合溶液体系中均出现协同增粘行为;进一步增加HMPA浓度,体系粘度开始降低.粘度最大值随着NaOA浓度的增加而增大,同时最大值所在位置向右侧移动.显然,协同效应受溶液组成控制.需要指出的是,体系中HMPA浓度低于其临界缔合浓度(C*),为0.06%(C*=1/[η]).以上实验结果证实HMPA分子与蠕虫状胶束之间存在明显协同作用.

3.2 分子模拟结果及讨论

聚合物的分子尺度是描述其构象的一个重要方面.均方根末端距代表线性聚合物从一端到另一端距离的平方根在统计意义上的平均值,是指示聚合物分子的卷曲程度的重要参数.15对于疏水缔合聚合物来说,在未缔合的状态,分子链较为伸展;随着缔合的进行,分子链卷曲,均方根末端距往往随缔合程度的增大而变小.2对于疏水缔合聚合物与蠕虫状胶束的混合体系,溶液组成影响胶束缔合,进一步影响聚合物的均方根末端距.

3.2.1 NaOA浓度的影响

图4 NaOA浓度对HMPA的均方根(RMS)末端距大小的影响Fig.4 Effect of NaOAconcentration on the root mean square(RMS)end-to-end distance of HMPA

一定浓度下HMPA的均方根末端距随NaOA浓度增加的变化如图4所示,在低NaOA浓度时, HMPA的均方根末端距为较低值,随着NaOA浓度增加,HMPA的均方根末端距出现一个峰值.本文将这种变化归因于聚合物的伸展程度受NaOA分子在不同浓度下的聚集形态的制约.图5为推测的影响机制,根据文献19报道,随着浓度的增加,表面活性剂分子通过疏水缔合作用会依次形成球型、棒状和蠕虫状胶束.在一定浓度下,NaOA与HMPA形成混合球型胶束,该临界缔合浓度低于NaOA的临界胶束浓度.20混合胶束中往往含有两个甚至两个以上的聚合物的疏水支链,多个HMPA通过疏水支链缔合聚集在一起.21,22混合胶束的形成促进了HMPA的疏水缔合,因此聚合物的伸展程度降低.23表面活性剂浓度进一步增加,胶束个数随之增加,会使每个混合胶束中只包含一个HMPA的疏水支链,甚至整个胶束都由NaOA组成.HMPA主链伸展,加上胶束表面的负电荷带来的排斥作用,其伸展程度甚至超过胶束形成前的状态.24当NaOA浓度达到临界胶束浓度时,胶束形态由球型变为蠕虫状,19HMPA与蠕虫状胶束通过缔合连结在一起形成了三维网络状结构,导致溶液粘度增加,这与流变实验结论一致.此时溶液中的NaOA浓度较高,高浓度电解质的存在导致HMPA的伸展程度又一次降低,18,25其均方根末端距变短.

以上机制在DPD模拟的介观形态图中得到证实,随着NaOA浓度增加,HMPA与胶束的介观形态如图6所示.为了清楚显示,图中将水分子和NaOA的头基省略,NaOA尾基设置为浅蓝色,HMPA的主链设置为红色.由图中可见,随着NaOA浓度的增加,其分子聚集形式经历了球型胶束和蠕虫状胶束;HMPA分子链也经历了伸展和蜷曲的过程.

图5 NaOA浓度增加对HMPA形态的影响机制示意图Fig.5 Schematic diagram for proposed synergism mechanism about the influence of NaOAconcentration on HMPAextentension

图6 DPD模拟HMPA与蠕虫状胶束的介观形态Fig.6 Mesoscopic morphology of HMPAand NaOAmicelles simulated by DPD

3.2.2 HMPA浓度的影响

图7为HMPA浓度增加对均方根末端距的影响.在纯HMPA体系和含蠕虫状胶束的混合体系中,随HMPA浓度增加其均方根末端距都出现两个峰值,第一个峰值的位置和大小都非常接近,第二个峰值出现较明显区别.主要表现为,在第一个峰之后在HMPA浓度较低时均方根末端距就开始增加;不仅如此,该体系的第二个峰值也远大于混合体系的峰值.模拟结果表明蠕虫状胶束的存在对HMPA均方根末端距的影响在高HMPA浓度区较大.

图7 HMPA的浓度对HMPA均方根末端距的影响Fig.7 Influence of HMPAconcentration on the RMS end-to-end distance of HMPA

在稀溶液中,离子基团随HMPA浓度增加而增加,从而引起周围的水化层区域增大,导致HMPA在水中的流动性变差,可能的构象选择变少,结构变得更加刚性,主链相对较为伸展.因此在低浓度范围内,随着HMPA浓度增加,均方根末端距增加.随着HMPA浓度进一步增加,通过缔合形成小聚集体,12分子间的聚集促使聚合物主链变得蜷曲,分子尺度减小,对应于图7中的第一个峰值出现.随着HMPA浓度的增加,小的聚集体数量逐渐增大,直至充满整个溶液空间而达到一种饱和状态.继续加入的HMPA通过疏水缔合作用使小聚集体连接起来, HMPA主链倾向于伸展,均方根末端距增加.当HMPA浓度进一步增加时,位阻效应以及分子链舒展程度降低,HMPA则会以一种蜷曲的构象存在,均方根末端距开始下降.这对应着在图7中第二个峰值的出现.

两个体系的第一个峰值相似,说明胶束的存在对低浓度下以单分散状态存在,直至形成小聚集体过程中的HMPA伸展状态影响不明显.但是,胶束的存在促进HMPA的聚集,溶液中会形成更多的小聚集体,只有在更高的HMPA浓度下才能达到小聚集体饱和的状态.继续加入的HMPA以较为伸展的构象存在的HMPA分子所占比例较少.因此,对于混合体系,第一个峰值出现后,均方根末端距会降得更低,第二个峰值远低于第一个峰值.

4 结论

表观粘度和流变实验表明,少量的疏水缔合聚合物HMPA的加入便能引起蠕虫状胶束溶液的粘度显著增加,流变行为由粘性流体向粘弹性流体转变;体系协同效应受溶液组成控制,表观粘度随NaOA浓度的增加而增大,而随HMPA浓度的增加出现先增大后减小的趋势.通过DPD模拟进一步证实了溶液组成对HMPA主链的均方根末端距有明显影响.

(1) Taylor,K.C.;Nasr,E.;Din,H.J.Pet.Sci.Eng.1998,19,265. doi:10.1016/S0920-4105(97)00048-X

(2) Ni,T.;Huang,G.;Gao,P.;Xu,Y.;Yang,M.Polym.J.2011, 43,635.doi:10.1038/pj.2011.24

(3) Pei,X.M.;Zhao,J.X.;Wei,X.L.Acta Phys.-Chim.Sin.2011, 27,913.[裴晓梅,赵剑曦,魏西莲.物理化学学报,2011,27, 913.]doi:10.3866/PKU.WHXB20110420

(4) Han,Y.;Feng,Y.;Sun,H.;Li,Z.;Han,Y.;Wang,H.J.Phys. Chem.B 2011,115,6893.

(5) Han,Y.;Chu,Z.;Sun,H.;Li,Z.;Feng,Y.RSC Adv.2012,2, 3396.doi:10.1039/c2ra20136d

(6) Kalur,G.C.;Raghavan,S.R.J.Phys.Chem.B 2005,109,8599. doi:10.1021/jp044102d

(7) Shashkina,J.A.;Philippova,O.E.;Zaroslov,Y.D.;Khokhlov, A.R.;Pryakhina,T.A.;Blagodatskikh,I.V.Langmuir 2005, 21,1524.doi:10.1021/la0482756

(8) Molchanov,V.S.;Philippova,O.E.;Khokhlov,A.R.Langmuir 2007,23,105.doi:10.1021/la061612l

(9) Couillet,I.;Hughes,T.;Maitland,G.;Candau,F. Macromolecules 2005,38,5271.doi:10.1021/ma0501592

(10) Liu,Y.Y.;Chen,P.K.;Luo,J.H.;Zhou,G.;Jiang,B.Acta Phys.-Chim.Sin.2010,26,2907.[刘艳艳,陈攀科,罗健辉,周 歌,江 波.物理化学学报,2010,26,2907.]doi:10.3866/ PKU.WHXB20101110

(11) Wang,Y.L.;Li,Z.W.;Liu,H.;Lü,Z.Y.Progress in Physics 2011,31,1.[王永雷,李占伟,刘 鸿,吕中元.物理学进展, 2011,31,1.]

(12) Li,Z.;Dormidontova,E.E.Macromolecules 2010,43,3521. doi:10.1021/ma902860j

(13) Denham,N.;Holmes,M.C.;Zvelindovsky,A.V.J.Phys.Chem. B 2011,115,1385.

(14) Jing,B.;Zhang,J.;Lü,X.;Zhu,Y.J.;Zhang,F.J.;Jiang,W.; Tan,Y.B.Acta Phys.-Chim.Sin.2011,27,65. [靖 波,张 健,吕 鑫,朱玥珺,张凤久,姜 伟,谭业邦.物理化学学报,2011,27,65.]doi:10.3866/PKU.WHXB20110106

(15) Hoogerbrugge,P.J.;Koelman,J.M.V.A.Europhys.Lett.1992, 19,155.doi:10.1209/0295-5075/19/3/001

(16) Pang,J.Y.;Lü,X.;Zhang,J.;Yuan,S.L.;Xu,G.Y.Acta Phys.-Chim.Sin.2011,27,520. [庞瑾瑜,吕 鑫,张 健,苑世领,徐桂英.物理化学学报,2011,27,520.]doi:10.3866/ PKU.WHXB20110328

(17) Koelman,J.M.V.A.;Hoogerbrugge,P.J.Europhys.Lett.1993, 21,363.doi:10.1209/0295-5075/21/3/018

(18) Zhou,H.;Mei,Y.;Wang,H.;Xie,L.J.Solution Chem.2010, 39,1243.doi:10.1007/s10953-010-9578-x

(19) Chu,Z.;Feng,Y.;Su,X.;Han,Y.Langmuir 2010,26,7783. doi:10.1021/la904582w

(21) Zhang,J.;Xie,X.M.;Li,Z.M.;Zhang,L.M.;Li,J.;Luo,P.Y. Acta Phys.-Chim.Sin.2002,18,455.[张 健,谢续明,李卓美,张黎明,李 健,罗平亚.物理化学学报,2002,18,455.] doi:10.3866/PKU.WHXB20020515

(22) Piculell,L.;Egermayer,M.;Sjöström,J.Langmuir 2003,19, 3643.doi:10.1021/la020912+

(23) Chen,H.;Li,E.X.;Ye,Z.B.;Han,L.J.;Luo,P.Y.Acta Phys.-Chim.Sin.2011,27,671.[陈 洪,李二晓,叶仲斌,韩利娟,罗平亚.物理化学学报,2011,27,671.]doi:10.3866/PKU. WHXB20110306

(24) Han,L.J.;Ye,Z.B.;Chen,H.;Luo,P.Y.Acta Phys.-Chim.Sin. 2012,28,1405.[韩利娟,叶仲斌,陈 洪,罗平亚.物理化学学报,2012,28,1405.]doi:10.3866/PKU.WHXB201203202

(25) XU,Y.;Feng,J.;Sang,Y.;Liu,H.Chin.J.Chem.Eng.2007, 15,560.doi:10.1016/S1004-9541(07)60124-410.1007/BF01448204

(3) Hammerschmidt,E.G.Industrial&Engineering Chemistry 1934,26,851.

(4) Rodger,P.M.;Forester,T.R.;Smith,W.Fluid Phase Equilib. 1996,116,326.doi:10.1016/0378-3812(95)02903-6

(5) Carver,T.J.;Drew,M.G.B.;Rodger,P.M.Phys.Chem.Chem. Phys.1999,1,1807.

(6) Storr,M.T.;Taylor,P.C.;Monfort,J.P.;Rodger,P.M.J.Am. Chem.Soc.2004,126,1569.doi:10.1021/ja035243g

(7) Hawtin,R.W.;Rodger,P.M.J.Mater.Chem.2006,16,1934. doi:10.1039/b600285b

(8) Moon,C.;Hawtin,R.W.;Rodger,P.M.Faraday Discuss.2007, 136,367.doi:10.1039/b618194p

(9) Zhang,J.;Hawtin,R.W.;Yang,Y.;Nakagava,E.;Rivero,M.; Choi,S.K.;Rodger,P.M.J.Phys.Chem.B 2008,112,10608. doi:10.1021/jp076904p

(10) Kvamme,B.;Huseby,G.;Forrisdahl,O.K.Mol.Phys.1997, 90,979.

(11) Kvamme,B.;Kuznetsova,T.;Aasoldsen,K.J.Mol.Graph. Model.2005,23,13.

(12) Kuznetsova,T.;Sapronova,A.;Kvamme,B.;Johannsen,K.; Haug,J.Macromol.Symp.2010,287,168.doi:10.1002/ masy.201050124

(13) Wan,L.H.;Yan,K.F.;Li,X.S.;Fan,S.S.Acta Phys.-Chim. Sin.2009,25,486.[万丽华,颜克凤,李小森,樊栓狮.物理化学学报,2009,25,486.]doi:10.3866/PKU.WHXB20090315

(14) Balbuena,D.A.G.;Balbuena,P.B.J.Phys.Chem.C 2007,111, 15554.doi:10.1021/jp071959c

(15) Anderson,B.J.;Radhakrishnan,R.;Tester,J.W.;Trout,B.L. Abstr.Am.Chem.Soc.2005,229,U593.

(16) Zhang,M.;Anderson,B.J.;Warzinski,R.P.;Holder,G.D. Molecular Dynamics Simulation of Hydrate Lattice Distortion. Prepr.Pap.Am.Chem.Soc.,Div.Fuel Chem.,Salt Lake City, 2009;p 237.

(17) Colle,K.S.;Oelfke,R.H.;Kelland,M.A.Polymer contg. amide unit|used for inhibiting formation of gas hydrate(s)in e.g. oil or gas pipeline;GB Patent 2301824-A,1996-12-18.

(18) Karaaslan,U.;Parlaktuna,M.Energy&Fuels 2002,16,1387. doi:10.1021/ef0200222

(19) Geng,C.Y.;Wen,H.;Zhou,H.J.Phys.Chem.A 2009,113, 5463.doi:10.1021/jp811474m

(20) Kirchner,M.T.;Boese,R.;Billups,W.E.;Norman,L.R.J.Am. Chem.Soc.2004,126,9407.doi:10.1021/ja049247c

(21) McMullan,R.K.;Jeffrey,G.A.J.Chem.Phys.1965,42,2725. doi:10.1063/1.1703228

(22) Berendsen,H.J.C.;Grigera,J.R.;Straatsma,T.P.J.Phys. Chem.1987,91,6269.doi:10.1021/j100308a038

(23) Materials Studio,Version 4.4;Accelrys Software Inc:San Diego,2008.

(24) Tse,J.S.;Klein,M.L.;McDonald,I.R.J.Phys.Chem.1983, 87,4198.doi:10.1021/j100244a044

(25) Moon,C.;Taylor,P.C.;Rodger,P.M.J.Am.Chem.Soc.2003, 125,4706.doi:10.1021/ja028537v

(26) Kelland,M.A.J.Appl.Polym.Sci.2011,121,2282.doi: 10.1002/app.33942

(27)Ajiro,H.;Takemoto,Y.;Akashi,M.;Chua,P.C.;Kelland,M.A. Energy&Fuels 2010,24,6400.doi:10.1021/ef101107r

(28) Chen,Y.J.;Wang,Y.H.;Fan,S.S.;Lang,X.M.Acta Chimica Sinica 2010,68,2253. [陈玉娟,王燕鸿,樊栓狮,郎雪梅.化学学报,2010,68,2253.]

Synergism between Hydrophobically Modified Polyacrylic Acid and Wormlike Micelles

MEI Yong-Jun1,2HAN Yi-Xiu2ZHOU Hong2YAO Lin1JIANG Bo1,*
(1College of Chemistry,Sichuan University,Chengdu 610065,P.R.China;2The Second Research Institute of Civil Aviation Administration of China,Chengdu 610041,P.R.China)

The synergism between wormlike micelles formed from sodium oleate(NaOA)and hydrophobically modified polyacrylic acid(HMPA)was investigated according to their macroscopic performances and mesoscopic scales,using a combination of viscosity/rheology measurements and dissipative particle dynamics(DPD)molecular simulations.The rheology of NaOA wormlike micelles changed significantly following the addition of a small amount of HMPA,which verified the synergistic effect between them.A peak in the apparent viscosity was observed following an increase in the concentration of HMPA,suggesting that the synergistic effect was restricted by the composition of the mixture.A DPD simulation also confirmed that the solution composition had an influence on the root mean square(RMS) end-to-end distances of HMPA,with the observed value fluctuating according to NaOA and HMPA concentrations.The micellar morphology affected the RMS end-to-end distances of HMPA and the presence of NaOA micelles exerted a significant impact on the extension of HMPA at high HMPA concentrations.A proposed synergistic mechanism has been presented according to the experimental and simulation results.

Hydrophobically modified polyacrylic acid;Wormlike micelle;Rheology;Apparent viscosity;Dissipative particle dynamics molecular simulation;Root mean square end-to-end distance

O641;O631

10.1021/ la036331h

Received:January 15,2012;Revised:April 23,2012;Published on Web:April 23,2012.

∗Corresponding author.Email:jiangbo@scu.edu.cn;Tel:+86-28-85418112.

The project was supported by the National Natural Science Foundation of China and CivilAviationAdministration of China(60979020,60939001).

国家自然科学基金-民航联合基金(60979020,60939001)资助项目

Ⓒ Editorial office ofActa Physico-Chimica Sinica