多羥基類抗凍劑低溫熱物理性質研究.pdf

1、多羥基類抗凍劑(多元醇、糖)在現實中已得到了廣泛應用，但迄今為止還沒有評價抗凍劑抗凍特性的統(tǒng)一標準，其微觀抗凍機理也存在爭議。本文利用差式掃描量熱法(DSC)考察一系列多羥基類抗凍劑的低溫熱物理性質，研究分子結構與抗凍特性之間的關系，嘗試從分子層面給出相應解釋，藉此明確多羥基類抗凍劑的抗凍特性及其影響因素。分析結果表明：
　　1.等質量摩爾濃度溶液下，多元醇類抗凍劑隨著分子內羥基個數的增多，水的抗凍系數αw變大，抗凍劑的摩爾抗凍系

2、數AFmole增加，結合水含量增加，抗凍能力提高。但是溶液中羥基質量摩爾濃度的增加會加大羥基自身鍵合氫鍵的機會，減弱單個羥基鍵合水分子的能力。
　　2.多元醇同分異構體間的抗凍能力具有差異性，碳鏈中間連接的羥基相對碳鏈端部連接的羥基具有更強的與水分子鍵合的能力。
　　3.隨著溶液中五碳糖抗凍劑質量摩爾濃度的增加，αw變大，抗凍劑的抗凍能力增強，但同時也會加大抗凍劑分子自身鍵合的機會，從而導致AFmole減小，單個抗凍劑分子結

3、合水能力減弱。
　　4.等質量摩爾濃度下，碳鏈長度相同的糖醇比相應的糖溶液中的αw及AFmole都大。表明羥基(-OH)與水分子鍵合的能力強于羰基(-(C=O)-)，糖醇的抗凍能力強于相應的糖。
　　5.利用分子動力學(MD)模擬方法預測兩種多元醇同分異構體水溶液的凍結相變參數，并用DSC驗證了模擬結果的正確性。由MD分析的動力學軌跡確定了體系的自擴散系數，發(fā)現多元醇水溶液的自擴散系數隨著溫度的降低而近似線性的減小。利用自擴