多羥基類抗凍劑低溫?zé)嵛锢硇再|(zhì)研究.pdf

1、多羥基類抗凍劑(多元醇、糖)在現(xiàn)實(shí)中已得到了廣泛應(yīng)用，但迄今為止還沒有評(píng)價(jià)抗凍劑抗凍特性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，其微觀抗凍機(jī)理也存在爭(zhēng)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?zé)嵛锢硇再|(zhì)，研究分子結(jié)構(gòu)與抗凍特性之間的關(guān)系，嘗試從分子層面給出相應(yīng)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(jié)果表明：
　　1.等質(zhì)量摩爾濃度溶液下，多元醇類抗凍劑隨著分子內(nèi)羥基個(gè)數(shù)的增多，水的抗凍系數(shù)αw變大，抗凍劑的摩爾抗凍系

2、數(shù)AFmole增加，結(jié)合水含量增加，抗凍能力提高。但是溶液中羥基質(zhì)量摩爾濃度的增加會(huì)加大羥基自身鍵合氫鍵的機(jī)會(huì)，減弱單個(gè)羥基鍵合水分子的能力。
　　2.多元醇同分異構(gòu)體間的抗凍能力具有差異性，碳鏈中間連接的羥基相對(duì)碳鏈端部連接的羥基具有更強(qiáng)的與水分子鍵合的能力。
　　3.隨著溶液中五碳糖抗凍劑質(zhì)量摩爾濃度的增加，αw變大，抗凍劑的抗凍能力增強(qiáng)，但同時(shí)也會(huì)加大抗凍劑分子自身鍵合的機(jī)會(huì)，從而導(dǎo)致AFmole減小，單個(gè)抗凍劑分子結(jié)

3、合水能力減弱。
　　4.等質(zhì)量摩爾濃度下，碳鏈長(zhǎng)度相同的糖醇比相應(yīng)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(qiáng)于羰基(-(C=O)-)，糖醇的抗凍能力強(qiáng)于相應(yīng)的糖。
　　5.利用分子動(dòng)力學(xué)(MD)模擬方法預(yù)測(cè)兩種多元醇同分異構(gòu)體水溶液的凍結(jié)相變參數(shù)，并用DSC驗(yàn)證了模擬結(jié)果的正確性。由MD分析的動(dòng)力學(xué)軌跡確定了體系的自擴(kuò)散系數(shù)，發(fā)現(xiàn)多元醇水溶液的自擴(kuò)散系數(shù)隨著溫度的降低而近似線性的減小。利用自擴(kuò)