聚电解质溶液性质的研究 Ⅰ.在无外加盐存在下聚电解质溶液的粘性行为

实验测定了磺化聚砜钠盐在无外加盐存在下在二甲基甲酰胺溶液中的粘性行为,提出了一个新的经验公式: η_(sp)/C=D+A/(1+BC~n)用以描述聚电解质溶液的比浓粘度与浓度的依赖关系。利用经验式对我们及Fuoss等的实验数据进行处理时,所得结果是满意的。用“电粘滞效应”和聚离子链伸展效应对经验式进行了讨论。     

聚电解质──壳聚糖浓溶液流变学性质研究：浓度、温度、溶剂pH值和外加盐对粘度及流动性的影响

本工作用日本岩本ＲＰＸ－７０５多功能流变仪测定了在不同浓度，温度，溶剂ｐＨ值和外加盐浓度对壳聚糖在甲酸水溶液中其浓溶液粘度η随剪切速率γ的变化关系，讨论了浓度，温度等对溶液粘度，流动活化能Ｅγ和流动指数ｎ的影响。发现溶剂ｐＨ值减小或溶液中外加盐浓度增加，溶液粘度变小，ｎ增大，表明非牛顿流动性减弱，并且进一步了零剪切粘度ηｏ和外加盐浓度Ｃｓ的依赖关系。     

聚电解质──壳聚糖浓溶液流变学性质研究：浓度、温度、溶剂pH值和外加盐对粘度及流动性的影响

本工作用日本岩本ＲＰＸ－７０５多功能流变仪测定了在不同浓度、温度、溶剂ｐＨ值和外加盐浓度对壳聚糖在甲酸水溶液中其浓溶液粘度η随剪切速率γ的变化关系．讨论了浓度、温度等对溶液粘度、流动活化能Ｅ_γ和流动指数ｎ的影响．发现溶剂ｐＨ值减小或溶液中外加盐浓度增加，溶液粘度变小，ｎ增大，表明非牛顿流动性减弱，并且进一步讨论了零剪切粘度η_０和外加盐浓度Ｃ_ｓ的依赖关系．     

高价盐对柱状聚电解质刷的效应

应用标度理论研究了外加的高价反离子对柱状聚电解质刷的影响.以外加盐浓度的不同,在单价盐情况下,强和弱聚电解质刷分别有2个和3个标度区域,而在高价盐情况下,柱状聚电解质刷的行为可分为4个区域.第一个区域,盐浓度很低,刷的行为不依赖于外加盐浓度.第二个区域,外加盐浓度对刷的行为开始有影响,刷的厚度随外加盐浓度增大而减小.第三个区域,强聚电解质刷厚度不依赖于外加盐浓度,而弱聚电解质刷厚度反而随外加盐浓度增大而升高.第四个区域,聚电解质刷厚度随外加盐浓度升高而降低,行为类似单价盐情形下的盐刷.这些区域都是链熵弹性与小离子渗透压平衡造成的,与单价和高价反离子在刷内的交换密切相关.新发现的区域尚待实验和计算机模拟的验证.     

聚二烯丙基甲基苄基氯化铵的合成及粘度行为

以甲胺、烯丙基氯、NaOH、氯化苄和偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐为原料,合成了聚二烯丙基甲基苄基氯化铵(PDAMABC),采用FT IR、1H NMR和元素分析对其结构进行表征,并考察了其在氯化钠、氯化钾、溴化钾、氯化钙、氯化镁、硫酸镁和硫酸钠溶液中的粘度行为。 将所得水相和低沸点馏分回用,二烯丙基甲基胺的收率从72.79%提高至83.41%;以水与乙醇为混合溶剂（V（H2O）∶V（C2H5OH）为1∶3~2∶3）,合成的二烯丙基甲基苄基氯化铵收率较高且水溶性好。 PDAMABC的比浓粘度随外加盐浓度增加而降低。 在0.1 mol/L NaCl溶液中,当其质量浓度低于0.031 25 g/L时,表现为聚电解质行为;质量浓度大于0.125 g/L时,表现为中性聚合物的粘度行为。 外加盐对比浓粘度的影响顺序为：Na2SO4＜NaCl＜KCl＜MgSO4＜MgCl2＜CaCl2＜KBr。 阴离子的屏蔽作用是导致比浓粘度降低的主要原因。     

外加盐对聚甲基丙烯酸己磺酸钠溶液粘度行为的影响

在恒定外加盐浓度下,提出了PSSHMA-水体系,外加盐浓度C_s、分子量M_w与特性粘数[η]_s之间的关联式:[η]_s=[η]_∞+Ae^-BC_sn A是当外加盐浓度趋于零时,聚电解质链伸展效应对[η]的贡献,B、n是常数。     

溶液中聚电解质分子内激态缔合体的形成

采用荧光分光光度法,实验测定了聚苯乙烯磺酸钠在无盐和有盐的水溶液中,单体和激态缔合体的荧光发射光谱.结果表明:激态缔合体单体发射强度比I_E/I_M随外加盐种类、浓度和价态而变化.在相同盐浓度下,各体系的I_E/I_M次序为:KCl>NaCl>LiCl和CaCl_2>MgCl_2。 也研究了NaCl水溶液中聚电解质分子的荧光猝灭.结果表明:随外加盐浓度逐渐增大,聚电解质分子由类棒状向无规线团状转化,该状态有利于激态缔合体的形成.     

表面张力对PEO稀溶液粘度行为的影响

测定了不同分子量聚氧化乙烯(PEO)在水和苯溶剂中的粘度,发现在低浓度区PEO水溶液的比浓粘度出现负偏离, PEO苯溶液比浓粘度与浓度之间依旧满足线性关系.表面张力测定结果表明, PEO分子显著降低了水的表面张力,而苯的表面张力则不受影响.PEO水溶液和纯溶剂水表面张力的不同干扰了高分子溶液和溶剂在粘度计中流过时间的测量,导致低浓度区PEO水溶液比浓粘度出现负偏离.利用PEO水溶液和水表面张力测定结果,结合乌式粘度计的几何尺寸,定量分析了PEO水溶液和纯溶剂水表面张力的差异对粘度测量结果的影响,计算结果与实验结果基本相符.如果用PEO水溶液流过时间对浓度作图的外推值t0*计算相对粘度,可以完全消除PEO水溶液和水表面张力差异对粘度测量的影响.     

强电解质溶液粘度的研究

研究对强电解质溶液粘度的影响因素,18种强电解溶液在不同温度和不同浓度下的粘度测定结果显示,强电解质溶液的粘度和离子强度、温度倒数分别成指数关系,符合经验公式:lnη=lna+b/T+kl,且粘度和电解质的电荷强度、离子半径等相关.     

PS-b-PAA两亲性嵌段聚电解质在水溶液中的聚集行为及其流变特性

以两嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA)为研究对象,采用动态光散射(DLS)及透射电镜(TEM)表征了胶束及聚集体的结构,采用应力控制型旋转流变仪AR-G2研究了体系的流变特性.着重考察了聚电解质浓度、pH值以及外加盐(KBr)浓度对其在水中聚集行为的影响及对体系流变特性的影响.发现随着外加盐和聚电解质浓度的增高,体系中的胶束发生聚集,形成更大的聚集体.而pH值对胶束的聚集形态无明显的影响.胶束乳液均呈现明显的剪切变稀特征.然而,随着聚电解质浓度增加,低剪切速率下体系的表观粘度增高;高剪切速率时体系粘度趋于同一值(0.01Pa·s).与纯胶束乳液相比,外加盐的存在导致体系粘度增加;当外加盐浓度增加至4.31g/L,在低剪切速率下,体系出现牛顿平台区.溶液pH值对体系粘度无显著影响.     

壳聚糖硫酸酯稀溶液的粘度特性

通过毛细管粘度法考察了壳聚糖硫酸酯(Sulfated Chitosan,SCM)稀溶液的粘度特性。在非电解质溶液中,SCM比浓粘度随浓度的变化符合Fouss-Strauss经验关系式:ηsp/C=316.45×(1+79.88C1/2)-1。通过外加强电解质,SCM表现出正常的粘度行为,并且[η]随着外加强电解质离子强度的增加而减小。     

氟碳改性聚丙烯酰胺共聚物的溶液性质

研究了氟碳链改性的聚丙烯酰胺水溶液性质及其对盐浓度的依赖性，重点考察 了氟碳疏水组分含量、盐浓度对特性粘数的影响，以及粘度随剪切速率和温度的变 化关系。结果表明聚合物溶液的粘度随盐的引入而增大，但在两种溶液中最小值对 应的共聚单体含量一致。随温度的增加，共聚物溶液粘度依次出现了最小和最大值 。所有实验结果均归于溶液中存在的疏水和氢键两种相反作用的综合结果。     

外加盐对纤维素硫酸半酯钠盐溶液粘度的影响

纤维素硫酸半酯钠盐是一种阴离子型强聚电解质,共水溶液是典型的聚电解质溶液。本文以粘度法研究了多种外加盐对纤维素硫酸半酯钠盐溶液粘度的影响,考察了外加盐浓度、外加盐阳离子和阴离子与大分子形态结构的关系,对高价Al~(+3)离子的桥架效应也作了初步探讨。     

疏水基改性聚丙烯酰胺的合成及溶液性质

利用自由基胶束聚合法,由丙烯酰胺和甲基丙烯酸十八酯共聚合成了疏水缔合型水溶性聚合物.通过红外光谱表征了共聚物的结构,考察了共聚物浓度、盐浓度、剪切速率以及温度对共聚物溶液性能的影响.试验结果表明,聚合物质量分数大于临界缔合浓度(2%)时,溶液的粘度急剧增大;疏水缔合聚合物溶液的表观粘度随着溶液中NaCl质量分数的增加而增大.     

乙丙三元共聚物磺酸锰离聚体溶液中离子的相互作用

乙丙三元共聚物(EPDM)磺酸盐离聚体在二甲苯/正己醇中具有特异的粘度-浓度及粘度-温度关系,前文用波谱方法考察了离聚体溶液中的离子相互作用。本文以含Mn~(2+)(核自旋数5/2)的EPDM磺酸盐(SEPDM-Mn)为对象,且与Mg盐(SEPDM-Mg)离聚体比较,讨论了比浓粘度与溶液浓度及温度的关系,用FTIR和ESR方法对离聚体溶液作进一步考察,发现     

氰乙基纤维素/二甲基甲酰胺液晶溶液的流变行为

本文通过测定不同浓度的溶液在不同温度和切变速率下的粘度,讨论了氰乙基纤维素/二甲基甲酰胺溶液的流变行为。溶液的流动曲线表明,该溶液是一种假塑性液体。在浓度较高时,存在屈服现象,屈服应力的大小与浓度和温度有关。溶液的浓度—粘度曲线表示出典型的液晶行为。粘度与浓度的关系和屈服应力与浓度的关系相似。溶液的临界浓度随温度的升高而增加。在单相区(各向同性相或液晶相),粘度随温度升高而降低,表观流动活化能大于零。但在两相区,粘度随温度的升高而增大,表观流动活化能小于零。该实验得到的临界浓度与通过光学的方法所得的临界浓度是一致的。     

利用吉布斯吸附等温式探索求解电解质溶液活度的新方法

以吉布斯吸附等温式积分式为基础,数学推证表面势的表达式,并应用表面势的数学表达式探求了一种测算电解质溶液活度系数的新方法.选取KIM计算电解质溶液溶质的活度系数公式为新方法的活度系数经验关系式的具体表达形式,利用实验直接测得的不同浓度下的表面张力数据,采用最优化拟合的方法,求算出活度系数经验关系式中的待定系数,从而可以求得不同浓度下的电解质溶液中的溶质的活度系数和活度.计算结果与KIM文献值对比,活度系数曲线在不同的坐标尺度下有很好的一致性,这使得通过测定电解质溶液表面张力测算其活度成为可能.     

聚氧化乙烯水溶液粘度的测定

测定了不同分子量聚氧化乙烯(PEO)在水溶液中的粘度，发现在低浓度区高分子溶液比浓粘度出现负偏离。用高分子溶液流过时间对浓度作图的外推值t0^*重新计算相对粘度，则高分子溶液比浓粘度与浓度之间满足线性关系。不同分子量PEO水溶液流过时间对浓度作图的外推值t0^*是完全一致的。利用纯溶剂在粘度计中流过时间的改变确定了高分子在毛细管管壁上吸附层的厚度，发现PEO在毛细管管壁上吸附层厚度与分子量无关。     

聚乙烯接枝马来酸酐极稀和稀溶液性质的研究

该文研究了聚乙烯接枝马来酸酐 (PE g MAH)在极稀和稀浓度范围内的溶液行为 .两个区间内的粘浓关系都呈直线关系 ,但极稀区间的斜率比稀浓度的大得多 .两者的交点C 为临界接触浓度 .随着接枝率的增大 ,比浓粘度逐渐增大 .温度升高也使比浓粘度增大 .     

钙离子存在下海藻酸盐稀溶液的粘度性质

通过测定体系的粘度,研究了加入不同量的Ca2 到海藻酸钠稀溶液中所引起体系粘度的变化规律。考察了海藻酸钠浓度、温度、以及外加NaC l对粘度的影响。结果表明,在较高浓度(质量分数分别为0.125%和0.15%)时,随着Ca2 加入量的增大,海藻酸盐体系的粘度先降至一极小值,然后迅速增大,直至有凝胶状物质生成;在较低浓度(质量分数为0.075%)时,海藻酸盐体系的粘度则变化幅度不大;在15~35℃温度范围内,Inηrel-1/T具有良好的线性关系;NaC l的加入使体系相对粘度下降。FTIR和DSC结果表明,Ca2 与海藻酸盐发生了相互作用,所形成的海藻酸钙复合物的热稳定性比相应的海藻酸钠高。