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論文名：聚電解質(zhì)在無鹽溶液中的動力學(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)國家實(shí)驗(yàn)室，合肥 230026

摘要：聚電解質(zhì)無鹽溶液中動力學(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)在無鹽和加鹽水溶液的動力學(xué)。在無鹽和低鹽溶液的動態(tài)光散射(DLS)實(shí)驗(yàn)中觀察到了快運(yùn)動和慢運(yùn)動。在沉降實(shí)驗(yàn)中并沒有出現(xiàn)兩個(gè)沉降峰，說明慢運(yùn)動源于動力學(xué)不均勻或所謂瞬時(shí)聚焦體。動力學(xué)不均勻性由鏈間的長程靜電作用導(dǎo)致，在沉降離心場中被破壞，故慢運(yùn)動消失。AUC 測量的擴(kuò)散系數(shù)與DLS 測量的快運(yùn)動擴(kuò)散系數(shù)接近，說明快運(yùn)動由聚電解質(zhì)鏈與反離子的耦合導(dǎo)致。聚電解質(zhì)無鹽稀溶液在兩個(gè)濃度區(qū)間有不同的動力學(xué)特征。定義鏈間距(d)與德拜長度(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，動力學(xué)行為復(fù)雜。本研究表明聚電解質(zhì)無鹽溶液中動力學(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 無鹽溶液