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論文名：響應性微凝膠體積相變的介電弛豫譜：模型化解析的優勢*

作者：蘇文娟，劉春延，楊曼，趙孔雙

北京師范大學化學學院，北京市海淀區新街口外大街19 號，100875

摘要：很早，人們就已經對響應性微凝膠的體積相變有了清楚的認識，這歸功于各種有效的表征方法，其中使用的是動態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下所產生的響應行為，以及如何從中獲取更加細微的結構、動力學以及電性質等信息。研究主要聚焦于三個方面：(1)不同濃度的PNIPAM 微凝膠水溶液介電譜的模型化解析，以及弛豫機制的判定；(2)具有復雜密度分布的PNIPAM 微凝膠以及(3)PNIPAM 網絡中引入帶電基團MAA 形成的P(NIPAM-co-MAA)共聚微凝膠在低臨界溶解溫度(LCST)附近的體積相轉變。對于上述體系，我們都觀察到了各異的弛豫過程，詳細的解析結果表明：介電譜可以有效地監測到PNIPAM-based 微凝膠在LCST 前后的溫敏相轉變行為。對于濃度變化的體系，提出了快慢弛豫在不同溫度區間的弛豫模式；并將LCST 之后的塌縮微凝膠進行了模型化解析，計算了微球內的電參數；此外，我們還討論了不同濃度PNIPAM 水凝膠體系中發生的幾個弛豫過程的熱力學。對于具有密度分布的PNIPAM 以及P(NIPAM-co-MAA)共聚微凝膠，除了確立了弛豫機制以及球出了電參數之外，還確定了轉變溫度和寬度與凝膠網絡內部交聯密度分布及有效電荷密度之間的關系。上述所有結果都基于對介電譜的模型化解析。

關鍵詞：微凝膠 體積相轉變 溶脹性 介電弛豫