低場核(he)磁(ci)法(fa)研(yan)究結晶高聚物的(de)溶(rong)脹過(guo)程(cheng)

溶脹是指(zhi)溶劑(ji)分(fen)子(zi)擴散進入(ru)高(gao)分(fen)子(zi)內部，使(shi)其體積(ji)膨脹的現象(xiang)。溶(rong)脹行(xing)為(wei)是(shi)高分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)的(de)壹(yi)項(xiang)重要(yao)參數，高分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)的(de)平(ping)衡(heng)溶脹率會影(ying)響到材(cai)料(liao)中(zhong)物質的(de)擴(kuo)散系數，表(biao)面潤濕(shi)性(xing)和(he)機(ji)械(xie)強度等。很(hen)多研(yan)宄將(jiang)溶(rong)脹特(te)性(xing)作為壹(yi)個(ge)設(she)計參數(shu)來制(zhi)備具(ju)有(you)特(te)殊(shu)應用的智(zhi)能材(cai)料(liao)。

溶(rong)脹是高分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)*的(de)現(xian)象(xiang)，其原(yuan)因在於(yu)溶劑(ji)分(fen)子(zi)與高分(fen)子(zi)尺寸相(xiang)差(cha)懸殊，分(fen)子(zi)運(yun)動(dong)速(su)度相(xiang)差(cha)很(hen)大(da)，溶劑分(fen)子(zi)擴散速度(du)較快(kuai)，而高(gao)分(fen)子(zi)向溶劑中(zhong)的擴(kuo)散(san)緩(huan)慢。因(yin)此(ci)，高分(fen)子(zi)溶解時首先(xian)是(shi)溶(rong)劑(ji)分(fen)子(zi)滲(shen)透進入(ru)高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)內部，使(shi)其體積(ji)增大(da)，即(ji)溶脹。隨(sui)著(zhe)溶劑分(fen)子(zi)的不斷(duan)滲(shen)入(ru)，溶脹的高分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)體(ti)積(ji)不斷(duan)增大(da)，大(da)分(fen)子(zi)鏈段運(yun)動(dong)增(zeng)強，再(zai)通過(guo)鏈段的(de)協調運(yun)動(dong)而達(da)到(dao)整(zheng)個大(da)分(fen)子(zi)鏈的運(yun)動(dong)，大(da)分(fen)子(zi)逐(zhu)漸進(jin)入(ru)溶(rong)液中(zhong)，形成熱力學穩定的(de)均(jun)相(xiang)體(ti)系，即(ji)溶解(jie)階段，如(ru)下(xia)圖所(suo)示。

溶脹有(you)兩(liang)種：

無(wu)限溶脹：線形聚合物溶(rong)於(yu)良(liang)好(hao)的(de)溶劑(ji)中(zhong)，能無(wu)限(xian)制吸(xi)收溶劑(ji)，直(zhi)到溶(rong)解成均相(xiang)溶(rong)液為(wei)止。所以(yi)溶解(jie)也可(ke)看(kan)成是聚合物無(wu)限(xian)溶脹的結果。例(li)：天(tian)然(ran)橡(xiang)膠(jiao)在汽油中(zhong)；PS在苯(ben)中(zhong)。

有(you)限溶(rong)脹：對於(yu)交聯聚合物以(yi)及在不(bu)良(liang)溶(rong)劑(ji)中(zhong)的線(xian)形(xing)聚合物來講(jiang)，溶脹只能進(jin)行(xing)到(dao)壹(yi)定程(cheng)度為(wei)止，以後無論(lun)與溶(rong)劑(ji)接(jie)觸多久(jiu)，吸(xi)入溶劑(ji)的(de)量(liang)不再(zai)增加，而達(da)到(dao)平(ping)衡，體系始終(zhong)保(bao)持(chi)兩(liang)相(xiang)狀(zhuang)態(tai)。

低場核(he)磁(ci)法(fa)研(yan)究結晶高聚物的(de)溶(rong)脹過(guo)程(cheng)：

低場核(he)磁(ci)共(gong)振(zhen)設(she)備主要是檢測(ce)樣品中(zhong)的H質子(zi)。將(jiang)樣品放(fang)入磁(ci)場中(zhong)之後，通過(guo)發(fa)射(she)壹定頻率的射(she)頻脈(mai)沖(chong)，使H質子(zi)發(fa)生(sheng)共振(zhen)，H質子(zi)吸(xi)收射(she)頻脈(mai)沖(chong)能量(liang)。當(dang)射(she)頻脈(mai)沖(chong)結束(shu)之後，H質子(zi)會(hui)將所(suo)吸(xi)收的射(she)頻能量(liang)釋(shi)放出來，通過(guo)的(de)線(xian)圈(quan)就(jiu)可(ke)以檢測(ce)到H質子(zi)釋(shi)放能量(liang)的(de)過(guo)程(cheng)，這也就(jiu)是(shi)核(he)磁(ci)共(gong)振(zhen)信號(hao)。對於(yu)性質不(bu)同(tong)的樣(yang)品，其(qi)能量(liang)釋(shi)放的快慢是(shi)不同(tong)的(de)，通過(guo)這些(xie)信號(hao)差別就(jiu)可(ke)以尋找規律，研(yan)究樣品內部性(xing)質。

低場核(he)磁(ci)共(gong)振(zhen)（LF-NMR）在研(yan)究基於(yu)水(shui)遷移率的聚合物網(wang)絡(luo)的水(shui)傳輸和(he)微(wei)觀結(jie)構(gou)方(fang)面具(ju)有(you)巨(ju)大(da)潛(qian)力。與高分(fen)辨率核(he)磁(ci)共(gong)振(zhen)不同，低場核(he)磁(ci)共(gong)振(zhen)（LF-NMR）主要用於(yu)通過(guo)測(ce)量弛豫時間來闡(chan)明反(fan)映(ying)結(jie)構(gou)異質性(xing)和(he)相(xiang)互(hu)作用的分(fen)子(zi)遷移率。研(yan)究表(biao)明，低場核(he)磁(ci)共(gong)振(zhen)（LF-NMR）是壹種快(kuai)速、無(wu)創(chuang)、無(wu)損的(de)測(ce)定水(shui)組分(fen)分(fen)布(bu)的方法(fa)。

紐邁PQ001系列低場核(he)磁(ci)共(gong)振(zhen)分(fen)析(xi)儀(yi)