极稀高分子溶液异常粘度行为研究

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该论文系统地研究了高分子吸附层对极稀高分子溶液粘度行为的影响.首先,通过对NaCl/水体系中聚乙烯醇(PVA)溶液的粘度实验结果进行误差分析,确定了粘度方法研究极稀高分子溶液的数据可靠性.分析结果表明,粘度实验中由流过时间测量误差引入的比浓粘度误差与溶液浓度密切相关.比较有无吸附层存在条件下的纯溶剂流过时间t<,0>和t<,0>可以计算出高分子吸附层的厚度,进而根据吸附层厚度推知高分子溶质在毛细管壁上为多层吸附,吸附层为较为稳定的高分予聚集态结构.实验结果还揭示了吸附层厚度与溶剂良劣的关系,即溶剂越劣,随着溶液中高分子排斥体积的减小吸附层的厚度增加.由于吸附层的存在,毛细管粘度计中高分子溶液与玻璃界面间的直接作用分解为溶液与吸附层之间的界面相互作用和吸附层与玻璃界面间的相互作用.聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)水溶液的粘度研究结果证实了界面性质变化对极稀高分子溶液粘度行为的影响.界面性质的变化改变了液体在粘度计毛细管中的流动模式从而影响到流过时间的测量,考虑到测量溶液和纯溶剂流过时间时毛细管状态应该完全相同,如果将高分子溶液流过时间对浓度外推至浓度为零则可以得到与溶液流过时间测量条件对应的纯溶剂流过时间t<,0><*>,用t<,0><*>计算出比浓粘度对浓度作图得到较好的线性关系,籍此修正了界面现象变化极稀溶液粘度研究的干扰.同时,利用t<,0><*>与t<,0>之差△t还可以表征高分子与管壁界面间相互作用.高分子溶液和吸附层之间与纯溶剂与玻璃(或吸附层)之间界面性质的不同必然会导致测量二者流过时间时粘度计中液面形状的差异,液面形状的变化改变了由液面的表面张力产生的附加压强,因此有必要对粘度实验数据进行表面张力改正.该文结合聚氧化乙烯(PEO)在水和苯溶剂中的粘度研究结果和表面张力测定,讨论PEO水溶液异常粘度现象的起源和校正方法,验证了用t<,0><*>进行实验结果修正的合理性.此外,以流体力学理论为基础结合实验测定的接触角和表面张力,定量分析了表面张力差异引起的附加压强△p变化对粘度实验结果的影响.
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