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論文名：聚電解質(zhì)在無(wú)鹽溶液中的動(dòng)力學(xué)行為*

作者：曹仲林，張廣照

華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣州 510640

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)物理系、合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，合肥 230026

摘要：聚電解質(zhì)無(wú)鹽溶液中動(dòng)力學(xué)目前仍不清楚。我們利用光散射(LLS)和超速離心(AUC)，研究了聚電解質(zhì)在無(wú)鹽和加鹽水溶液的動(dòng)力學(xué)。在無(wú)鹽和低鹽溶液的動(dòng)態(tài)光散射(DLS)實(shí)驗(yàn)中觀察到了快運(yùn)動(dòng)和慢運(yùn)動(dòng)。在沉降實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有出現(xiàn)兩個(gè)沉降峰，說(shuō)明慢運(yùn)動(dòng)源于動(dòng)力學(xué)不均勻或所謂瞬時(shí)聚焦體。動(dòng)力學(xué)不均勻性由鏈間的長(zhǎng)程靜電作用導(dǎo)致，在沉降離心場(chǎng)中被破壞，故慢運(yùn)動(dòng)消失。AUC 測(cè)量的擴(kuò)散系數(shù)與DLS 測(cè)量的快運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散系數(shù)接近，說(shuō)明快運(yùn)動(dòng)由聚電解質(zhì)鏈與反離子的耦合導(dǎo)致。聚電解質(zhì)無(wú)鹽稀溶液在兩個(gè)濃度區(qū)間有不同的動(dòng)力學(xué)特征。定義鏈間距(d)與德拜長(zhǎng)度(lD)接近時(shí)的濃度為德拜濃度(Cd)。Cp<Cd 時(shí)，d>lD，鏈間靜電作用可以忽略，沉降系數(shù)倒數(shù)(1/s)，表觀擴(kuò)散系數(shù)(D)，表觀分子量倒數(shù)(1/Mw)均與濃度呈線性關(guān)系。將濃度外推到0，可得到聚電解質(zhì)單鏈的s、D 及Mw 的真實(shí)值。Cp>Cd時(shí)，d<lD，鏈間存在靜電排斥作用，動(dòng)力學(xué)行為復(fù)雜。本研究表明聚電解質(zhì)無(wú)鹽溶液中動(dòng)力學(xué)的復(fù)雜性源于鏈間靜電作用。

關(guān)鍵詞：聚電解質(zhì) 光散射 超速離心分析 無(wú)鹽溶液