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PNIPAM高分子在甲醇水溶液中的溶解性及混致不溶现象的拉曼光谱研究

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第1章绪论

1.1温敏性聚合物

1.2 PNIPAM在水溶液中的相转变行为

1.3 PNIPAM在水-有机混合溶剂中的混致不溶现象

1.3.1混致不溶现象

1.3.2 PNIPAM在甲醇水溶液中混致不溶现象

1.3.3 PNIPAM在其他有机溶剂/水溶液中的混致不溶现象

1.4 PNIPAM在甲醇水溶液中的混致不溶现象研究进展

1.5本论文的研究工作

第2章Raman光谱原理

2.1背景介绍

2.2 自发Raman散射的由来

2.3 Raman效应的理论解释

2.3.1经典解释

2.3.2量子解释

2.4退偏比

2.4.1在空间固定取向的单个分子拉曼散射的偏振

2.4.2 自由分子拉曼散射的偏振

2.4.3拉曼散射的中的各向同性和各向异性成份

2.5 自发Raman散射的主要特点

2.6 自发Raman散射的测量

2.6.1外光路系统

2.6.2光路改进

2.6.3荧光的抑制

2.7非一致效应

2.7.1非一致效应的研究进展

2.7.2非一致效应的应用

2.8小结

第3章甲醇水溶液的结构

3.1引言

3.2非一致效应

3.2.1实验部分

3.2.2结果与讨论

3.3同位素效应

3.3.1简介

3.3.2实验部分

3.3.3结果与讨论

3.4甲醇水溶液的结构

3.5小结

第4章PNIPAM在甲醇水溶液中的溶解性及混致不溶机理

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1样品的合成与表征

4.2.2实验装置

4.2.3样品本身信号的影响

4.2.4数据处理

4.3结果与讨论

4.3.1 -13℃时甲醇水溶液结构

4.3.2 PNIPAM与甲醇水溶液的相互作用

4.3.3小结

4.4三元环结构与PNIPAM在甲醇水溶液中混致不溶的关系

4.5小结

参考文献

附录 常见物质的拉曼光谱

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

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摘要

我们利用拉曼光谱,通过测量甲醇CO振动对应的非一致效应(NCE)和CD3对称伸缩振动的同位素效应(IE)研究了甲醇水溶液的结构。在此基础上,利用甲醇CO伸缩振动对应的非一致效应做探针,通过对比聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)及其单元结构异丙基丙酰胺(NIPPA)的甲醇水溶液体系,研究了PNIPAM的甲醇水溶液中PNIPAM与溶剂分子的相互作用情况,进一步讨论了混致不溶现象的机理。主要结果如下:
   1)NCE和IE值随甲醇浓度变化曲线表明,很大浓度范围内的甲醇水溶液中,甲醇和水在分子层次上没有完全混溶。在xCH3OH=0.30附近的甲醇水溶液中存在两个甲醇分子和一个水分子通过氢键形成的三元环稳定结构。
   2)在-13℃时,PNIPAM或NIPPA优先吸附水分子。此处的优先吸附是指相对于混合溶剂中甲醇和水的比例,PNIPAM或NIPPA多吸附了些水分子。PNIPAM的甲醇水溶液中,PNIPAM侧链间存在协同作用,其中一种为邻近侧链上的异丙基与甲醇的甲基间的协同疏水作用。在甲醇的低浓度区间内,这种协同作用破坏了与PNIPAM相互作用的三元环稳定结构。
   3)混致不溶现象是溶剂分子协同性脱附和三元环结构重新形成的结果。

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