1H NMR研究溶质浓度对三碳多元醇水溶液氢键作用以及玻璃化的影响

为考察溶质浓度对三碳多元醇水溶液氢键作用以及不同物质玻璃态形成能力的影响,采用¹H NMR外标法研究不同浓度的1-丙醇（NPA）,2-丙醇（IPA）,1,2-丙二醇（PG）,1,3-丙二醇（PD）和丙三醇（glycerol）的水溶液在室温常压下质子化学位移.结果表明:具有CH₃CH（OH）一基团的PG烷基质子的化学位移变化趋势与其他几种醇相比有较大差异.醇羟基质子与水分子的氧形成较强O-H…O氢键.相同摩尔分数下,羟基数的增加导致水质子和羟基质子的化学位移降低,而且羟基位置不同也会导致水质子和羟基质子化学位移差异.这几种三碳多元醇碱性强弱的顺序和降低冰的均相成核温度能力的顺序一致,即glycerol>PG>PD>IPA>NPA,¹H NMR技术表明glycerol和PG更适合用作低温保护剂.     

基于位形熵模型的山梨醇玻璃焓松弛的量热分析

利用DSC技术考察了无定形山梨醇体系的焓松弛行为, 在10 K•min^－1的升温速率下测定了经历不同降温速率(0.5～20 K•min^－1)的山梨醇在玻璃化转变(T_g)前后的比热容[c_p(T)]. 利用基于位形熵演变的焓松弛现象学模型(GR模型)模拟了实验数据. 不论是否假设松弛过程存在一个亚稳极限态, 模型参数均能很好地重现经历不同热历史体系的升温c_p(T)曲线. 在物理意义明确的模型参数组中, 除了非指数参数随降温速率的增加而增加外, 其余均不随热历史的变化而变化. 拟合较低降温速率下c_p(T)曲线获得的GR模型参数的预测力明显好于在较大降温速率下获得的结果. 由于松弛时间对拟合过程中选择的“固定参数”的取值很敏感, 因此模型能否预测体系的比热容不能看成确定松弛时间的唯一依据. 在利用GR模型分析无定形山梨醇体系的脆度时, 如果选择极限假想温度作为T_g, 会导致计算结果明显小于文献值.