用分子间激基缔合物荧光研究聚苯乙烯良溶剂溶液——从稀区到亚浓区和浓区的转变

本文以分子间的激基缔合物荧光为探针,研究了线型聚苯乙烯-二氯乙烷溶液由稀溶液区到亚浓溶液区和浓溶液区的转交。由六个M_w=9.5·10~3-6.09·10~6单分散试样的激基缔合物荧光与单生色团荧光强度比值的浓度依赖性得到C_s∝M_W~(-0.10)和C~ 无分子量依赖性的结果。C_s是溶液中高分子线团尺寸由于邻近线团的存在而开始收缩的浓度,C~ 是溶液中高分子链段空间密度分布达到连续而大致均匀时的浓度。提出动态接触浓度C_s作为稀溶液与亚浓溶液的界限,C~ 作为亚浓溶液与浓溶液的界限。测定了聚苯乙烯-二氯乙烷溶液的[η]-M关系:[η]_(DCE)~(25℃)=1.545·10~(-2)M~(0.685)毫升/克。     

聚[芳基二甲酸(聚四亚甲基醚二醇)酯]分子间激基缔合作用的研究

合成了聚[2,6-萘二甲酸(聚四亚甲基醚二醇)酯](1)和聚[对苯二甲酸(聚四亚甲基醚二醇)酯](2);研究了它们在溶液和本体中的荧光光谱;论证了链间和链内非相邻生色团间有激基缔合作用存在。观察了聚合物1由稀到浓的氯仿溶液的激基缔合物荧光强度与单生色团荧光强度比值的变化,得到溶液中高分子线团的动态接触浓度C_s=0.26g/dL;亚浓区到浓区的转变浓度C~+=7g/dL。在聚合物1的本体中得到基态芳环层叠缔合物直接激发到激基缔合物的实验证据。     

聚甲基苯乙基硅烷的荧光光谱

本文研究了聚甲基苯乙基硅烷(PMPES)的荧光光谱。从浓度效应和猝灭规律证明了PMPES溶液中既有分子间激基缔合物又有分子内的激基缔合物。低温荧光光谱说明在基态时有部分生色团呈激基缔合物构象。     

聚醚砜激基缔合物的荧光光谱研究

本文研究了劳环在主链上的刚性高分子聚醚砜在二氯甲烷溶液中的荧光光谱.结果表明在适当的浓度下它也能形成分子间激基缔合物.     

聚[芳基二甲酸(聚四亚甲基醚二醇)酯]的激基缔合物荧光谱和结晶形态

以聚苯乙烯为例研究了柔性链高聚物在亚浓溶液区激基缔合物荧光的浓度依赖性。发现M_W6.09×10⁶线形窄分布聚苯乙烯θ溶液中的激基缔合物与单生色团荧光的比值I_E/I_M的浓度依赖性在亚浓溶液区是分数幂的,它应归因于动态接触之后相邻线团链段间的硬心体积效应。     

用激基缔合物荧光研究聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物在溶液中的分子构型

聚苯乙烯在溶液中的激基缔合物荧光被发现以来一直引起人们的兴趣^{[ 1, 2]}. 聚苯乙烯激基缔合作用主要与处于基态的苯环层叠对的形成有密切关系. 其形成方式主要有(1)符合n= 3规则的相邻苯环间的相互作用.(2)主链上非相邻苯环间由于链段的卷曲而相互作用.(3)分属于不同主链上的苯环相互贯穿时的相互作用. 由于激基缔合作用是近程作用, 因此利用它研究聚合物线团在稀溶液的变化及由稀溶液到浓溶液的变化是十分有效的^{[ 3]}. 嵌段聚合物在形成胶束时, 一种聚合物分子链段形成核, 在核内大分子链段相互缠结, 相互贯穿. 而另一种聚合物分子链段形成壳, 其链段较为舒展. 因此利用激基缔合物荧光技术研究分子链段在核内的变化也应是十分有效的. 本文研究聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物体系。     

用荧光方法研究端基为芘的聚苯乙烯在溶液中的聚集行为

利用原子转移自由基聚合（ATRP） 方法合成了窄分布的端基含有芘或萘的聚 苯乙烯（Py-PS和Na-PS）。研究了Py-PS在四氢呋喃（THF）溶液中的荧光发射光谱 随加水量的变化。结果表明,加水初期随着加水量的增加,对应于芘的单体荧光发 射峰强度（I_M）增加,当水加到一定量时,观察到由芘形成的激基缔合物（ excimer）的荧光光谱峰,其强度（I_E）随加水量的增加而进一步增强,而I_M下 降,直至体系产生宏观的相分离,此时I_M和I_E均不变。对这一结果从分子水平上 进行了讨论,并通过I_E/I_M与I_1/I_3随加水量的变化得到了不同浓度下Py-PS在 THF中聚集的临界加水量。另外,我们也用非辐射能量转移（NRET）的方法研究了 Py-PS混合溶液的聚集。这些结果对于进一步研究含聚苯乙烯链段的嵌段共聚物在 溶液中的聚集有重要意义。     

用荧光方法研究端基为芘的聚苯乙烯在溶液中的聚集行为

利用原子转移自由基聚合（ATRP） 方法合成了窄分布的端基含有芘或萘的聚 苯乙烯（Py-PS和Na-PS）。研究了Py-PS在四氢呋喃（THF）溶液中的荧光发射光谱 随加水量的变化。结果表明，加水初期随着加水量的增加，对应于芘的单体荧光发 射峰强度（I_M）增加，当水加到一定量时，观察到由芘形成的激基缔合物（ excimer）的荧光光谱峰，其强度（I_E）随加水量的增加而进一步增强，而I_M下 降，直至体系产生宏观的相分离，此时I_M和I_E均不变。对这一结果从分子水平上 进行了讨论，并通过I_E/I_M与I_1/I_3随加水量的变化得到了不同浓度下Py-PS在 THF中聚集的临界加水量。另外，我们也用非辐射能量转移（NRET）的方法研究了 Py-PS混合溶液的聚集。这些结果对于进一步研究含聚苯乙烯链段的嵌段共聚物在 溶液中的聚集有重要意义。     

α、ω-双香豆素长链化合物激基缔合物的研究

通过α、ω－双香豆素长链化合物详细研究了香豆素激基缔合物的荧光行办，通过吸收光谱、荧光光谱和激发光谱，考察了香豆素激基缔合物的发光位置与激发波长，借助单光子技术确定了形成的是分子内的激基缔合物，通过1HNMR谱研究了不同双香豆素长链化合物的构象分布，揭示了在水溶液中由于疏水相互作用促进了长链化合物分子内激基缔合物的形成．     

"标记"芘的激基缔合物荧光在水溶性高分子研究中的应用

首先介绍了芘的荧光发射光谱的特点及其激基缔合物荧光、然后给出了用芘标记高分子的各种方式和方法,讨论了水溶性高分子的”标记”芘形成激基缔合物的原理,评述了芘标记高分子箕缔合物荧光在水溶性分子疏水相互作用,静电相互作用、氢键、络合等研究中的应用,也介绍了芘标记激基缔的荧光在高分子凝胶体积相变、分子链运动等领域的研究进展。     

低苯乙烯含量的丁二烯-苯乙烯共聚物的激基缔合物荧光研究

本文报导一种低苯乙烯含量(5％,Wt.)的丁二烯-苯乙烯共聚物,经~1H NMR证明其分子链上不存在相邻苯乙烯单元。荧光光谱结果表明,它在良溶剂(二氯乙烷)的稀溶液状态下只呈现单分子荧光。从良溶剂-θ溶剂(二氯乙烷-甲醇体系)及稀溶液-浓溶液-固体之荧光光谱的变化,证明形成了链内非近邻生色团之间和链间生色团之间的激基缔合物(Excimer)。从固体与θ溶剂的激基缔合物荧光的比较,还可区分链内非近邻和链间苯环形成激基缔合物对荧光强度的贡献。这一结果对阐明高分子链内非近邻和链间激基缔合作用提供了新的证据,并有助于了解高聚物本体中相互穿透、相互缠结的无规线团的形态。     

利用荧光非辐射能量转移观察磺酸基聚电解质分子链形态

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)与N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)共聚合成了一系列电荷密度为5%～99%的强聚电解质,并分别用萘和芘标记.随试样电荷密度升高,用分子间非辐射能量转移(NRET)测定的聚电解质接触质量浓度ρ^*从0.55减小到0.25g/L,比激基缔合物荧光测定的ρ^*约小一个数量级.在稀溶液范畴内,随试样电荷密度增加,分子链间的NRET先减弱,至AMPS质量分数达30%后又增强.该现象可用Manning的反离子凝聚与聚电解质聚集理论予以定性说明.     

PBMA-b-PSt磺化嵌段离聚体在DMF溶液中的聚集行为

采用激基缔合物荧光光谱法研究了轻度磺化聚甲基丙烯酸丁酯－b－聚苯乙烯（PBMA-b－PSt）嵌段离聚体在极性溶剂N，N－二甲基甲酰胺（DMF）溶液中的聚集行为；发现嵌段离聚体的磺化度和浓度强烈影响溶液中聚合物链的聚集态结构，不同的磺化度样品具有不同的临界聚集浓度；随磺化度增加，聚合物链缠绕密集，形成具有多苯环的聚集体，而且当磺化度为摩尔分数x＝3．59％时，荧光发射光谱最大发射峰波长出现最大红移，临界聚集浓度最低，说明最容易形成多苯环聚集体，该磺化点可以认为是磺化聚甲基丙烯酸丁酯－b－聚苯乙烯体现离聚体行为和聚电解质行为的临界磺化度。     

水溶性高分子聚集行为荧光非辐射能量转移研究进展

评述了近几年荧光非辐射能量转移有疏水改性聚电解质的疏水聚集、高分子水溶液相变伴随的分子链塌陷、水溶性高分子与表面活性剂的相互作用等研究中的新进展,阐明了非辐射能量转移技术在水溶性高分子研究中的重要作用。     

芘荧光探针光法测定聚氧化乙烯与SDS的作用

采用芘荧光法研究了聚氧化乙烯(PEO)与十二烷基硫酸钠(SDS)在不同质量浓度的水溶液中的相互作用。以芘单体的荧光光谱第一峰与第三峰的荧光强度之比(I_1/I_3)及激基缔合物与单体荧光强度之比(I_E/I_M)来探测芘分子所处环境的极性。结果表明:Py-PEO-SDS水溶液在极小质量浓度下基本不形成疏水微区,当质量浓度超过一定值时开始大量形成疏水微区,I_1/I_3值迅速下降。在溶液浓度为6g·L~(-1)时,SDS分子开始与聚合物分子相互作用,芘探针分子开始与形成的预胶束发生吸附作用,同时开始形成高荧光电子产率的激基缔合物;在溶液浓度为20g·L~(-1)时,随着SDS溶液浓度的增加,芘探针分子全部进入胶束中,形成的激基缔合物急速增加并且在I_E/I_M最高值点达到最大量。     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅶ.芘基烷基酮的荧光光谱及其在不良溶剂中的簇集

溶剂的极性对芘基烷基酮的单体荧光和激基缔合物荧光有很大影响,在非极性溶剂中单体荧光很弱,随着溶剂极性增大,单体荧光增强,单体荧光和激基缔合物荧光明显红移。利用芘基烷基酮荧光的这些性质研究了长链分子在二甲基亚砜-水(DMSO-H₂O)中的簇集现象。在浓度非常低的情况下,长链芘基烷基酮发射激基缔合物荧光,单体荧光也明显蓝移,表明芘基烷基酮形成了簇集体。长链饱和烷烃和芘基烷基酮发生共簇集,簇集体内的极性比环己烷的极性稍大。     

阳离子荧光敏感器的器件化问题研究

通过对石英玻片表面修饰, 制作了联有多氨基链萘基的超薄膜荧光敏感器件, 研究了它在镍、铜等金属离子水溶液及有机溶剂中的荧光猝灭现象. 发现其荧光光谱无论在水或其他有机溶剂中都存在着单体和激基缔合物(ex-cimer)的发射峰, 当处于镍离子水溶液中时, 其单体峰随离子浓度的增大出现了先增强后减弱的现象, 而激基缔合物的发光峰则仅略有减弱但变化不大. 在铜离子水溶液中其荧光的变化情况和镍离子有所不同, 对单体荧光只能观察到强度减弱的趋势, 而激基缔合物则变化不大. 比较了未联结的敏感器化合物分子在有机溶剂中荧光被铜离子猝灭的行为, 发现与其在器件表面时有很大的差别, 表明其分子结构和构象也有很大的不同.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 Ⅰ.不良溶剂中长链β-萘甲酸烷基酯的簇集和激基缔合物的形成

本文研究了不同链长的β-萘甲酸烷基酯(A_n)在乙二醇-水(EG-H_2O)和二甲基砜-水(DMSO-H_2O)混合溶剂中的荧光光谱,以及添加物(无机盐、长链饱和烷烃、糖淀粉)对A_n荧光的影响.长链A_n在混合溶剂中很容易形成激基缔合物,表明疏水作用促使长链分子相互簇集.测定了不同链长的分子发生簇集的临界浓度和临界溶剂组成.分别添加长链烷烃和糖淀粉都能引起激基缔合物的荧光强度减弱和单体荧光强度的增强,表明A_n和长链烷烃共簇集,与糖淀粉形成包结物.研究了在簇集体中A_n形成激基缔合物的动力学和热力学,测定了激基缔合物形成和解离速率常数、活化能和热焓的变化.证明在簇集体中基态发色基团之间并不具有激基缔合物的构型.在一定温度下,簇集体会发生相变.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 I: 不良溶剂中长链β-萘甲酸烷基酯的簇集和激基缔合物的形成

研究了不同链长的β-萘甲酸烷基酯(An)在乙二醇-水(EG-H2O)和二甲基砜-水(DMSO-H2O)混合溶剂中的荧光光谱, 以及添加物(无机盐、长链饱和烷烃、糖淀粉)对An荧光的影响. 长链An在混合溶剂中很容易形成激基缔合物, 表明疏水作用促使长链分子相互簇集. 测定了不同链长的分子发生簇集的临界浓度和临界溶剂组成. 分别添加长链烷烃和糖淀粉都能引起激基缔合物的荧光强度减弱和单体荧光强度的增强, 表明An和长链烷烃共簇集, 与糖淀粉形成包结物. 研究了在簇集体中An形成激基缔合物的动力学和热力学, 测定了激基缔合物形成和解离速率常数、活化能和热焓的变化. 证明了簇集体中基态发色基团之间并不具有激基缔合物的构型, 在一定温度下, 簇集体会发生相变.     

稀水溶液中聚乙烯吡咯烷酮构象行为的荧光研究

以苊烯(ACE)为荧光标记物,8-苯胺基-萘磺酸(ANS)为荧光探针,利用荧光各向异性、荧光猝灭以及非辐射能量转移等静态荧光技术研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在稀水溶液中的构象行为.结果表明,PVP在稀水溶液中呈松散自由线团构象,这种构象不随溶液pH的变化而显著变化.不同于其它水溶性高分子,PVP有很强的氢键形成能力,易与具有活泼氢的其它高分子或小分子相结合,并易被金属氧化物类吸附剂吸附.因此PVP可被用来修饰某些具有疏水结构的水溶性高分子.PVP水溶液在pH=7以上相当稳定,放置1周性质没有显著变化.