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树状分子是一类具有特定三维结构、可以从分子水平上设计、控制分子大小、形状、结构和功能基团的新型高分子化合物，在生物医学，催化剂，表面活性剂，纳米功能材料等领域有着广泛的应用前景。树状分子聚酰胺胺(PAMAM)是目前研究最为广泛的分子。PAMAM末端含有大量的活性基团胺基，能够强烈地吸附在油水界面上，取代油水界面上的表面活性剂，降低界面膜的强度，对O/W型乳状液有良好的破乳效果。因此，PAMAM成为破乳剂研究的一个方向。
目前，国内外对破乳剂的研究主要集中在环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚型上，非聚醚型破乳剂的研究还较少。而对于聚醚型破乳剂的研究，一般是通过“改头、换尾、加骨、扩链、接枝、交联、复配”等方法对原有破乳剂进行改性，很少能设计出新型分子结构的破乳剂。此外，目前的研究还主要集中在W/O型乳状液的破乳剂上，O/W型破乳剂的研究较少。因此，研究出无毒，高效的高分子，多支链O/W型非聚醚型破乳剂是当前的研究热点。
PAMAM是一种无毒，对O/W型乳状液有较好破乳效果的非聚醚型高分子破乳剂。本论文采用发散法合成了1.0代以乙二胺为核的PAMAM，以对甲苯磺酸为催化剂，聚乙二醇和己二酸为原料，制得一端为羧基和一端为羟基的聚乙二醇/己二酸聚酯(PEGA)。利用氨基与羧基的成盐反应，将PEGA支化PAMAM，考察了产物对模拟O/W型乳状液的破乳性能。
另外，量子化学计算能够描述分子微观的电子构型和空间形态方面的特征，可以从微观上模拟和解释已有的实验结果，对物质结构和性能进行定性或定量分析，对作用机理进行理论探讨，从而有助于指导分子设计。而分子力学作为另外一种模拟分子行为的方法，能够处理分子内或分子间的各种相互作用。在多数情况下，将量子化学计算和分子力学计算结合使用能取得较好的效果。
本论文还运用Oaussian03软件，采用量子化学和分子力学对1.0代PAMAM分子进行了相关计算。运用量子化学计算研究了分子微观电子构型，空间形态，溶剂化效应等。另外，建立石油胶质模型和破乳模型，采用分子力学计算破乳模型，初步研究了PAMAM分子的破乳机理。主要研究内容与结果如下：
1.首先，采用发散法合成了1.0代乙二胺为核的PAMAM。红外图中，伯胺的特征吸收峰(3344.70cm-1，3268.68cm-1)和酰胺键的特征谱带(1640.09cm-1，1555.20 cm-1)均存在；1H NMR谱图中，对应的伯胺氢化学位移(1.74ppm)和仲胺氢化学位移(7.91ppm)与理论相符。红外和核磁表征表明所得产物与理论结构相符。然后以对甲苯磺酸为催化剂，控制聚乙二醇和己二酸比例为1:1，制备了聚酯PEGA。在一定范围内，聚酯反应程度随着反应温度，反应时间，催化剂用量的增加而增加，当催化剂用量超过1.2％后，反应程度有所降低。最后将PEGA支化PAMAM。红外分析支化产物，在波数1652cm-1和1555cm-1分别出现了NH2+和NH3+的特征吸收峰，表明PAMAM胺基与聚酯成盐。支化产物对模拟O/W型乳状液的效果相对较佳，且破乳效果随着添加量，破乳时间和破乳温度的增大而增大。
2.运用Gaussian03软件，在B3LYP/6-31G*水平上对1.0代PAMAM分子进行了计算。PAMAM优势构象为不完全对称结构，四个支链基本在一个平面上，分子中O(44)与H(71)之间形成分子内氢键，分子存在三个活性部位(核N区域，羰基C与仲胺H区域，端基伯胺区域)；C原子轨道近似为sp3杂化，O原子轨道杂化在SP1和SP2之间，氨基中的N原子的杂化介于SP2和SP3之间；溶剂(乙醇，二甲基亚砜和水)对分子几何结构，电子结构，热力学函数的影响都较小。随着溶剂极性的增加，分子热力学稳定性增加，动力学稳定性降低。
3.首先，采用半经验AM1方法对石油胶质单层SG，双层DG模型进行了计算。胶质模型中，稠环芳烃仍为平面结构，脂环烃为椅式结构，脂肪型支链为锯齿形直链结构，稠环芳烃的活性较大，与亲电试剂和亲核试剂都能发生作用；双层DG模型中，两个胶质分子成平行重叠的结构，分子间平均距离为5.65189 A，O(72)与H(145)之间的距离为2.54123 A，形成了分子间氢键。然后将优势构型PAMAM分子片段插入石油胶质DG模型中，建立破乳模型，采用分子力学UFF方法计算得，O(72)与H(145)之间的距离变为5.0838A，分子间平均距离变为7.40186A。表明PAMAM分子片段打破了胶质分子层之间的氢键，削弱了分子间的相互作用，从而有利于破乳。