水蒸气诱导聚电解质刷的构象转变

我们把Flory-Huggins模型(association models)推广应用到暴露于水蒸气中的聚电解质刷体系,考虑聚电解质-水氢键(P-W氢键)与水-水氢键(W-W氢键)、形成氢键与聚电解质链构象的耦合特性,研究水蒸气诱导的聚电解质刷构象转变的机理.研究发现,当P-W氢键效应起主导作用时,随着水蒸气浓度的增加,聚电解质刷会单调溶胀;P-W和W-W两种氢键效应,则会导致随着水蒸气浓度的增加,聚电解质刷的构象首先塌缩,然后开始溶胀的反常转变行为.基于本文的分析,可以预言,由于P-W氢键效应,聚电解质刷可以吸附水蒸气,吸附能力随聚电解质链长的增加而增强;当聚电解质链接枝密度足够高时,由于P-W和W-W两种氢键效应,增加体系中的水蒸气,会在聚电解质刷体系中形成由P-W氢键和W-W氢键交错链接的三维网络状凝胶结构.