低(di)場(chang)核磁法(fa)研(yan)究離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂溶(rong)脹性

溶(rong)脹是指(zhi)溶(rong)劑(ji)分(fen)子擴(kuo)散(san)進入(ru)高分(fen)子內(nei)部(bu)，使(shi)其(qi)體積膨(peng)脹的現(xian)象(xiang)。溶(rong)脹行為是高分(fen)子材料的(de)壹(yi)項(xiang)重要(yao)參(can)數(shu)，高分(fen)子材料的(de)平衡溶(rong)脹率會影(ying)響到材料中(zhong)物(wu)質(zhi)的(de)擴(kuo)散(san)系數(shu)，表面潤濕(shi)性和(he)機械(xie)強度等。很(hen)多研(yan)宄(gui)將(jiang)溶(rong)脹特性作(zuo)為壹(yi)個(ge)設(she)計參(can)數(shu)來(lai)制(zhi)備(bei)具有特殊(shu)應(ying)用的智能(neng)材料。

溶(rong)脹是高分(fen)子材料*的(de)現(xian)象(xiang)，其(qi)原(yuan)因在於溶(rong)劑(ji)分(fen)子與(yu)高分(fen)子尺(chi)寸相差懸(xuan)殊，分(fen)子運(yun)動速(su)度相差(cha)很大，溶(rong)劑(ji)分(fen)子擴(kuo)散(san)速(su)度較快(kuai)，而高分(fen)子向(xiang)溶(rong)劑(ji)中的擴(kuo)散(san)緩(huan)慢(man)。因此，高分(fen)子溶(rong)解時(shi)首(shou)先是溶(rong)劑(ji)分(fen)子滲(shen)透進入(ru)高分(fen)子材料內(nei)部(bu)，使(shi)其(qi)體積增大，即溶(rong)脹。隨著(zhe)溶(rong)劑(ji)分(fen)子的(de)不(bu)斷滲(shen)入(ru)，溶(rong)脹的高分(fen)子材料體積不(bu)斷增大，大分(fen)子鏈(lian)段(duan)運(yun)動增強，再(zai)通過鏈(lian)段(duan)的協調(tiao)運(yun)動而(er)達到(dao)整(zheng)個大(da)分(fen)子鏈(lian)的(de)運(yun)動，大(da)分(fen)子逐(zhu)漸進入(ru)溶(rong)液中(zhong)，形(xing)成(cheng)熱(re)力(li)學(xue)穩(wen)定的均(jun)相體系，即(ji)溶(rong)解階(jie)段(duan)，如下圖(tu)所示。

溶(rong)脹有兩種(zhong)：

無限(xian)溶(rong)脹：線形聚合物(wu)溶(rong)於良(liang)好的(de)溶(rong)劑(ji)中，能無(wu)限(xian)制(zhi)吸(xi)收溶(rong)劑(ji)，直到溶(rong)解成均相溶(rong)液為止。所以溶(rong)解也可看成是(shi)聚合物(wu)無(wu)限(xian)溶(rong)脹的結果(guo)。例(li)：天(tian)然(ran)橡膠(jiao)在汽油中；PS在苯中(zhong)。

有限(xian)溶(rong)脹：對於交(jiao)聯聚合物(wu)以及(ji)在不良(liang)溶(rong)劑(ji)中的線(xian)形聚合物(wu)來(lai)講(jiang)，溶(rong)脹只能(neng)進行到(dao)壹(yi)定程度為止，以後無論(lun)與(yu)溶(rong)劑(ji)接觸多久，吸入(ru)溶(rong)劑(ji)的量不(bu)再增加(jia)，而達到(dao)平衡，體系始(shi)終(zhong)保持(chi)兩相(xiang)狀態(tai)。

低(di)場(chang)核磁法(fa)研(yan)究離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂溶(rong)脹性：

低場(chang)核磁共(gong)振(zhen)設(she)備主要(yao)是檢(jian)測(ce)樣品(pin)中(zhong)的H質(zhi)子(zi)。將(jiang)樣品(pin)放(fang)入(ru)磁(ci)場(chang)中(zhong)之後，通過(guo)發(fa)射壹(yi)定頻率(lv)的射(she)頻(pin)脈(mai)沖(chong)，使(shi)H質(zhi)子(zi)發(fa)生共振(zhen)，H質(zhi)子(zi)吸(xi)收(shou)射(she)頻(pin)脈(mai)沖能(neng)量(liang)。當射(she)頻(pin)脈(mai)沖(chong)結束之(zhi)後，H質(zhi)子(zi)會將(jiang)所吸收的射(she)頻(pin)能(neng)量釋(shi)放出(chu)來(lai)，通(tong)過(guo)的(de)線(xian)圈就可以檢(jian)測(ce)到(dao)H質(zhi)子(zi)釋(shi)放能(neng)量的過程(cheng)，這(zhe)也(ye)就(jiu)是核磁共(gong)振(zhen)信號。對於性(xing)質(zhi)不(bu)同(tong)的(de)樣品(pin)，其(qi)能量(liang)釋(shi)放的(de)快慢(man)是不同的，通(tong)過(guo)這(zhe)些(xie)信號差(cha)別就(jiu)可以尋找(zhao)規律(lv)，研(yan)究樣品(pin)內(nei)部(bu)性質(zhi)。

低場(chang)核磁共(gong)振(zhen)（LF-NMR）在研(yan)究基於(yu)水遷(qian)移率的(de)聚合物(wu)網(wang)絡的水傳輸和(he)微(wei)觀(guan)結(jie)構方面(mian)具有巨大(da)潛(qian)力(li)。與(yu)高分(fen)辨率(lv)核磁共(gong)振(zhen)不(bu)同，低場(chang)核磁共(gong)振(zhen)（LF-NMR）主要(yao)用於通過(guo)測(ce)量(liang)弛(chi)豫(yu)時(shi)間(jian)來(lai)闡(chan)明(ming)反映結構異質(zhi)性(xing)和(he)相(xiang)互作用的分(fen)子遷(qian)移率。研(yan)究表明(ming)，低場(chang)核磁共(gong)振(zhen)（LF-NMR）是(shi)壹(yi)種(zhong)快速(su)、無(wu)創(chuang)、無損的(de)測(ce)定水組分(fen)分(fen)布的方法(fa)。

紐邁(mai)PQ001系列(lie)低場(chang)核磁共(gong)振(zhen)分(fen)析(xi)儀(yi)