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低場核磁法研究高分子溶脹過程

時間:2022/10/15閱讀:1079
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低場核磁法研究高分子溶脹過程

溶脹是指溶劑分子擴(kuò)散進(jìn)入高分子內(nèi)部,使其體積膨脹的現(xiàn)象。溶脹行為是高分子材料的一項重要參數(shù),高分子材料的平衡溶脹率會影響到材料中物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù),表面潤濕性和機(jī)械強(qiáng)度等。很多研宄將溶脹特性作為一個設(shè)計參數(shù)來制備具有特殊應(yīng)用的智能材料。

溶脹是高分子材料*的現(xiàn)象,其原因在于溶劑分子與高分子尺寸相差懸殊,分子運動速度相差很大,溶劑分子擴(kuò)散速度較快,而高分子向溶劑中的擴(kuò)散緩慢。因此,高分子溶解時首先是溶劑分子滲透進(jìn)入高分子材料內(nèi)部,使其體積增大,即溶脹。隨著溶劑分子的不斷滲入,溶脹的高分子材料體積不斷增大,大分子鏈段運動增強(qiáng),再通過鏈段的協(xié)調(diào)運動而達(dá)到整個大分子鏈的運動,大分子逐漸進(jìn)入溶液中,形成熱力學(xué)穩(wěn)定的均相體系,即溶解階段,如下圖所示。

低場核磁法研究高分子溶脹過程

溶脹有兩種:

無限溶脹:線形聚合物溶于良好的溶劑中,能無限制吸收溶劑,直到溶解成均相溶液為止。所以溶解也可看成是聚合物無限溶脹的結(jié)果。例:天然橡膠在汽油中;PS在苯中。

有限溶脹:對于交聯(lián)聚合物以及在不良溶劑中的線形聚合物來講,溶脹只能進(jìn)行到一定程度為止,以后無論與溶劑接觸多久,吸入溶劑的量不再增加,而達(dá)到平衡,體系始終保持兩相狀態(tài)。

低場核磁法研究高分子溶脹過程:

低場核磁共振(LF-NMR)在研究基于水遷移率的聚合物網(wǎng)絡(luò)的水傳輸和微觀結(jié)構(gòu)方面具有巨大潛力。與高分辨率核磁共振不同,低場核磁共振(LF-NMR)主要用于通過測量弛豫時間來闡明反映結(jié)構(gòu)異質(zhì)性和相互作用的分子遷移率。研究表明,低場核磁共振(LF-NMR)是一種快速、無創(chuàng)、無損的測定水組分分布的方法。

低場核磁法研究高分子溶脹過程

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