低(di)場(chang)核(he)磁(ci)法(fa)研究(jiu)高(gao)分(fen)子(zi)溶脹(zhang)過(guo)程

溶脹(zhang)是指(zhi)溶(rong)劑分(fen)子(zi)擴散(san)進(jin)入(ru)高分(fen)子(zi)內部(bu)，使其(qi)體積膨脹(zhang)的(de)現象(xiang)。溶(rong)脹(zhang)行(xing)為(wei)是高分(fen)子(zi)材料(liao)的壹(yi)項(xiang)重要(yao)參數，高分(fen)子(zi)材料(liao)的平(ping)衡溶(rong)脹(zhang)率(lv)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)材料(liao)中(zhong)物(wu)質(zhi)的擴散(san)系(xi)數，表面(mian)潤(run)濕性(xing)和機械強度(du)等。很多研宄(gui)將(jiang)溶脹(zhang)特(te)性(xing)作為(wei)壹個(ge)設計參數來(lai)制(zhi)備具(ju)有特(te)殊應用的(de)智(zhi)能(neng)材料(liao)。

溶脹(zhang)是高分(fen)子(zi)材料(liao)*的現(xian)象，其(qi)原因在(zai)於溶(rong)劑分(fen)子(zi)與高(gao)分(fen)子(zi)尺(chi)寸相(xiang)差(cha)懸(xuan)殊，分(fen)子(zi)運動(dong)速(su)度(du)相(xiang)差(cha)很大(da)，溶(rong)劑分(fen)子(zi)擴散(san)速度(du)較快，而(er)高分(fen)子(zi)向溶(rong)劑中(zhong)的擴散(san)緩慢(man)。因此(ci)，高(gao)分(fen)子(zi)溶解(jie)時首先(xian)是溶劑分(fen)子(zi)滲透進(jin)入(ru)高分(fen)子(zi)材料(liao)內部(bu)，使其(qi)體積增(zeng)大(da)，即(ji)溶脹(zhang)。隨著溶(rong)劑分(fen)子(zi)的不斷(duan)滲入(ru)，溶(rong)脹(zhang)的(de)高分(fen)子(zi)材料(liao)體積不斷(duan)增(zeng)大(da)，大(da)分(fen)子(zi)鏈(lian)段運動(dong)增(zeng)強(qiang)，再通過(guo)鏈(lian)段的協(xie)調(tiao)運(yun)動(dong)而(er)達到整(zheng)個(ge)大(da)分(fen)子(zi)鏈(lian)的運動(dong)，大(da)分(fen)子(zi)逐漸(jian)進(jin)入(ru)溶液中(zhong)，形(xing)成(cheng)熱力學(xue)穩(wen)定的均相(xiang)體系，即(ji)溶解(jie)階段，如(ru)下圖(tu)所示。

溶脹(zhang)有兩種：

無(wu)限(xian)溶脹(zhang)：線(xian)形(xing)聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)於良(liang)好的溶劑中(zhong)，能(neng)無(wu)限(xian)制(zhi)吸(xi)收溶劑，直(zhi)到(dao)溶解(jie)成(cheng)均相(xiang)溶(rong)液為(wei)止(zhi)。所以溶(rong)解(jie)也(ye)可看成是聚合(he)物(wu)無(wu)限(xian)溶脹(zhang)的(de)結(jie)果(guo)。例(li)：天(tian)然(ran)橡膠在(zai)汽(qi)油(you)中(zhong)；PS在(zai)苯(ben)中(zhong)。

有限(xian)溶脹(zhang)：對(dui)於交(jiao)聯聚(ju)合(he)物(wu)以(yi)及(ji)在(zai)不良(liang)溶劑中(zhong)的線形(xing)聚(ju)合(he)物(wu)來(lai)講，溶脹(zhang)只(zhi)能(neng)進(jin)行(xing)到(dao)壹(yi)定程度(du)為(wei)止(zhi)，以(yi)後(hou)無論與溶劑接(jie)觸多久(jiu)，吸(xi)入溶(rong)劑的(de)量(liang)不再增(zeng)加(jia)，而(er)達到平(ping)衡，體系始終(zhong)保(bao)持(chi)兩相(xiang)狀態(tai)。

低(di)場(chang)核(he)磁(ci)法(fa)研究(jiu)高(gao)分(fen)子(zi)溶脹(zhang)過(guo)程：

低場(chang)核(he)磁(ci)共振(zhen)（LF-NMR）在(zai)研究(jiu)基(ji)於水(shui)遷(qian)移率(lv)的聚(ju)合(he)物(wu)網絡的水(shui)傳(chuan)輸(shu)和(he)微觀(guan)結(jie)構方(fang)面具有巨大(da)潛力。與高分(fen)辨(bian)率(lv)核(he)磁(ci)共振(zhen)不同(tong)，低場(chang)核(he)磁(ci)共振(zhen)（LF-NMR）主(zhu)要(yao)用於通(tong)過測(ce)量(liang)弛(chi)豫時間(jian)來(lai)闡明(ming)反映結(jie)構異質性(xing)和相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)的(de)分(fen)子(zi)遷移率(lv)。研究(jiu)表明(ming)，低場(chang)核(he)磁(ci)共振(zhen)（LF-NMR）是壹種快速、無(wu)創(chuang)、無損的(de)測(ce)定水(shui)組(zu)分(fen)分(fen)布(bu)的(de)方(fang)法(fa)。