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聚(N-异丙基丙烯酰胺)是一种典型的水溶性温敏聚合物,在水溶液中305K附近具有下临界共溶温度。当温度达到下临界共溶温度时,很小的温度改变(1-2K)就可使得高分子发生从线团到球体的构象变化。由于这一转变行为,对研究许多与生命现象相关的问题具有很大的启示作用,如：蛋白质的折叠,DNA链的聚集与离解等,因此一直以来是高分子学界的重要科学前沿问题之一而外加小分子物质对这一构象转变具有很大影响,因此系统研究不同外加小分子,如表面活性剂以及无机盐等对聚(N-异丙基丙烯酰胺)在水溶液中线团—球体转变影响具有重要意义。本课题具体以实验室自制的聚(N-异丙基丙烯酰胺)为研究对象,分别采用粘度法、激光光散射法和核磁共振法,系统研究了一种阴离子表面活性剂——十二烷基硫酸钠对聚(N-异丙基丙烯酰胺)在水溶液中线团—球体转变的影响,并分别在不同温度及表面活性剂浓度条件下考察了十二烷基硫酸钠与聚(N-异丙基丙烯酰胺)的相互作用及形成的复合结构特征；此外,还初步研究了八种无机盐对聚(N-异丙基丙烯酰胺)在水溶液中线团—球体转变的影响以及作用机制。结果表明：(1)表面活性剂十二烷基硫酸钠的引入,可有效地延缓聚(N-异丙基丙烯酰胺)在水溶液中发生相转变,使得LCST升高。二维分子相关核磁谱以及扩散核磁谱结果表明,这是由于在低于相转变温度时,大约16%的十二烷基硫酸钠通过疏水作用与聚(N-异丙基丙烯酰胺)侧链作用,结合形成具有聚电解质特征的复合物。一方面由于高分子链内的静电排斥作用使得高分子链不易收缩,相转变温度升高；另一方面,高分子链间的静电排斥作用有效地阻止了高分子链间缠结作用,一定条件下,可观察到单链高分子乳液粒子。而在相转变温度以上,由于链内的静电和空间位阻作用,与聚(N-异丙基丙烯酰胺)结合的十二烷基硫酸钠会逐步解离下来形成自由的表面活性剂分子。当温度远高于相转变温度时,高分子与表面活性剂间基本已无相互作用。其不同温度下聚(N-异丙基丙烯酰胺)与十二烷基硫酸钠作用过程描述在图1上(2)在低于相转变温度时,十二烷基硫酸钠与聚(N-异丙基丙烯酰胺)能有效结合形成复合物。而它们间的相互作用与表面活性剂的浓度有很大关联。粘度以及核磁实验结果均表明,当表面活性剂浓度小于0.86mM(接近十二烷基硫酸钠临界聚集浓度)时,高分子与表面活性剂间几乎没有相互作用；当表面活性剂浓度在0.86mM-7.0mM时,十二烷基硫酸钠通过疏水作用与聚(N-异丙基丙烯酰胺)结合,不断聚集在聚(N-异丙基丙烯酰胺)侧链上,使得高分子流体力学体积变大；当浓度超过7.0mM时,由于链内的静电和空间位阻作用,聚集在聚(N-异丙基丙烯酰胺)上的十二烷基硫酸钠数量已达到饱和,不再增加。十烷基硫酸钠浓度分别为1.0mM与12mM时与聚(N-异丙基丙烯酰胺)形成的复合物结构如图2所示。(3)除了表面活性剂,无机盐对聚(N-异丙基丙烯酰胺)在水溶液中构象转变也有很大影响。粘度及动态光散射实验结果表明,在常温下绝大多数无机盐均能促进高分子构象发生转变,使得相转变温度下降；且盐浓度越高,影响程度越大。此外,无机盐中阴离子基团相比于阳离子基团,起到更为决定性作用。并且不同盐对高分子相转变影响程度的大小关系符合经典的Hofmeister序列。其中对于卤素系钠盐,NaI在较低浓度时表现出与其它盐相反的作用,使得聚(N-异丙基丙烯酰胺)链在水溶液构象伸展,高分子特性粘数及平均流体力学半径增大。进一步的核磁实验结果初步证实了无机盐对PNIPAM在水溶液中构象转变影响,主要是通过阴离子基团与溶剂分子间作用而进行的。