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論文名：響應(yīng)性微凝膠體積相變的介電弛豫譜：模型化解析的優(yōu)勢(shì)*

作者：蘇文娟，劉春延，楊曼，趙孔雙

北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，北京市海淀區(qū)新街口外大街19 號(hào)，100875

摘要：很早，人們就已經(jīng)對(duì)響應(yīng)性微凝膠的體積相變有了清楚的認(rèn)識(shí)，這歸功于各種有效的表征方法，其中使用的是動(dòng)態(tài)光散射及小角中子散射。本文將以典型的溫敏性聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)微凝膠為例，通過(guò)解析包括射頻和微波的寬頻介電譜，介紹該類聚合物在外加交流電場(chǎng)下所產(chǎn)生的響應(yīng)行為，以及如何從中獲取更加細(xì)微的結(jié)構(gòu)、動(dòng)力學(xué)以及電性質(zhì)等信息。研究主要聚焦于三個(gè)方面：(1)不同濃度的PNIPAM 微凝膠水溶液介電譜的模型化解析，以及弛豫機(jī)制的判定；(2)具有復(fù)雜密度分布的PNIPAM 微凝膠以及(3)PNIPAM 網(wǎng)絡(luò)中引入帶電基團(tuán)MAA 形成的P(NIPAM-co-MAA)共聚微凝膠在低臨界溶解溫度(LCST)附近的體積相轉(zhuǎn)變。對(duì)于上述體系，我們都觀察到了各異的弛豫過(guò)程，詳細(xì)的解析結(jié)果表明：介電譜可以有效地監(jiān)測(cè)到PNIPAM-based 微凝膠在LCST 前后的溫敏相轉(zhuǎn)變行為。對(duì)于濃度變化的體系，提出了快慢弛豫在不同溫度區(qū)間的弛豫模式；并將LCST 之后的塌縮微凝膠進(jìn)行了模型化解析，計(jì)算了微球內(nèi)的電參數(shù)；此外，我們還討論了不同濃度PNIPAM 水凝膠體系中發(fā)生的幾個(gè)弛豫過(guò)程的熱力學(xué)。對(duì)于具有密度分布的PNIPAM 以及P(NIPAM-co-MAA)共聚微凝膠，除了確立了弛豫機(jī)制以及球出了電參數(shù)之外，還確定了轉(zhuǎn)變溫度和寬度與凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部交聯(lián)密度分布及有效電荷密度之間的關(guān)系。上述所有結(jié)果都基于對(duì)介電譜的模型化解析。

關(guān)鍵詞：微凝膠 體積相轉(zhuǎn)變 溶脹性 介電弛豫