激光光散射法研究幾種水溶性聚合物的分子形態(tài).pdf

1、聚合物在溶液中的分子形態(tài)具有復(fù)雜多變的特點。本文采用動態(tài)激光光散射法（DLS）研究聚乙二醇（PEG）、聚丙烯酸（PAA）和PEG-PAA接枝聚合物（PCE）、Pluronic嵌段聚合物F127和P123在水溶液中的分子形態(tài)，探討了濃度、溫度、pH、電解質(zhì)等對聚合物分子流體力學(xué)半徑（Rh）和溶液性質(zhì)的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）濃度為2.00g/L時，分子量為4000、10000、20000的PEG流體力學(xué)半徑分別為2

2、.30nm、3.45nm、4.90nm，分子量大的PEG，其Rh大。隨著pH從2增大到12，不同分子量PEG的Rh值均增加10％左右，分子形態(tài)變化不明顯。溫度升高，PEG的動能增大，不同分子量PEG的Rh值均減小30%左右，表明PEG在不同溫度下具有粒徑可控性。電解質(zhì)CaCl2和NaCl對Rh及溶液表面張力的減小表現(xiàn)為依數(shù)性關(guān)系。有機添加物甲醇、乙醇和乙二醇均能顯著減小Rh值，甲醇對大分子量PEG影響更大，乙二醇對小分子量PEG影響更明

3、顯。
　?。?）合成了三種分子量的線型PAA分子。當(dāng)其濃度為2.00g/L時，分子量為4300、13400、26900的PAA流體力學(xué)半徑分別為2.93nm、4.25nm、5.32nm，分子量大的PAA，其Rh也越大。溶液中pH增大，PAA的Rh值也變大，堿性條件可以促進(jìn)羧酸基團(tuán)的電離，不同分子量PAA分子的Rh值均增大3~4倍，分子鏈更為舒展。溫度升高，Rh先上升并出現(xiàn)峰值，Rh值均增大1.5倍，之后分子鏈?zhǔn)湛s，出現(xiàn)密實現(xiàn)象，最

4、后為相對平衡狀態(tài)。電解質(zhì)CaCl2、Na2SO4和NaCl均使PAA分子的Rh減小，其中Na2SO4影響最大，而CaCl2使Rh更早達(dá)到“穩(wěn)定狀態(tài)”。
　　（3）考察了不同干擾因素對PEG-PAA接枝聚合物（PCE）分子形態(tài)的影響。結(jié)果表明，PCE能夠顯著改變水溶液的表面張力。當(dāng)其濃度為2.00g/L時，配方比為2:1、3:1、6:1的PCE流體力學(xué)半徑分別為8.70nm、9.90nm、11.40nm。PCE支鏈密度越小，Rh越大

5、；當(dāng)pH<7時，PCE的表面張力和Rh基本無變化；當(dāng)pH>7，堿可促進(jìn)PCE聚合物的電離，分子鏈較為舒展，側(cè)鏈密度最小的PCE，分子半徑增大最明顯，Rh由11.40nm增大到13.95nm。溫度升高，PCE的分子形態(tài)主要受主鏈PAA的影響。而相較于NaCl溶液，陰離子電荷密度（羧基密度）更大的PCE分子受CaCl2的影響更明顯，Rh由11.40nm增大到15.59nm。
　?。?）研究表明，室溫P123和F127的臨界膠束濃度（c

6、mc）分別為0.05g/L和2.50g/L，Rh值分別為14.50nm和11.20nm。pH>7，F(xiàn)127較P123的Rh增大明顯，Rh值由11.20nm增大到12.65nm，兩者的表面張力均緩慢減小。溫度升高，有助于降低P123和F127的臨界膠束濃度，形成粒徑較大的穩(wěn)定膠束，P123的Rh值由14.50nm增大到26.93nm，F(xiàn)127的Rh值由11.20nm增大到17.6nm。三種電解質(zhì)的加入，可以增大P123和F127的粒徑和表