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talon5木蟲 (正式寫手)
壯士
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[交流]
關(guān)于類似nanoprecipitation之類的方法制備聚合物球的成球原理
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蟲友們大家好，我最近偶然涉及到制備聚合物球，接觸了nanoprecipitation等方法后，百思不得其解：由于溶液極性發(fā)生變化而導(dǎo)致聚合物析出后，這中間聚合物鏈經(jīng)歷了什么，才會(huì)導(dǎo)致聚合物鏈纏繞從而形成聚合物球？為什么不會(huì)形成橢圓形球或其他形狀？ 我先說一下我的淺見，扔塊磚，求各位大俠解惑： 溶液極性達(dá)到臨界值后，聚合物開始析出，這一過程應(yīng)該是整個(gè)液相全方位的發(fā)生吧，然后以析出的聚合物為核進(jìn)行聚合物之間的纏繞生長，最終形成球。這一過程中，成球的原因應(yīng)該不是聚合物球表面能和表面張力的作用，先不論二者通常用于液相或熔融態(tài)，而是以單聚合物鏈的角度而言跟這兩者都扯不上太大的關(guān)系，而且，就算是由于溶劑的表面張力作用導(dǎo)致的固液相之間的作用力差值，該力能夠大到改變固體的形狀？若是不是因?yàn)橥饬Φ脑�，那就是因�(yàn)槌跏季酆衔锶芤旱木嘀率姑恳粋�(gè)核的周圍的聚合物鏈的密度相同（理論上哈），從而全方位無死角地均勻吸納游離的聚合物鏈么？這個(gè)貌似也不是很靠譜。 所以呢，我就沒整明白，在制備過程中是哪一方面影響了聚合物鏈由核形成球，而不是其他的形狀？  |
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talon5: 金幣+10, 最多就能給到10了，很有用，謝謝 2014-04-23 09:34:20
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nanoprecipitation根據(jù)將聚合物溶液中的良溶劑置換成沉淀劑的實(shí)施方式不同最終效果不同 很多情況下一般是將聚合物溶液加入到大量的沉淀劑中，這是一個(gè)快速沉淀過程，這個(gè)過程主要有兩個(gè)過程：分子鏈的塌縮以及塌縮分子間的聚集，個(gè)人并不認(rèn)為存在樓主所說的”以析出的聚合物為核進(jìn)行聚合物之間的纏繞生長，最終形成球“的過程，由于局部來看聚合物是均勻分布的因此聚集的時(shí)候也近似各向同性，所以最終聚集體的形貌”近似“球形（嚴(yán)格意義上肯定不是） 當(dāng)然置換溶劑的方式還包括樓主提到的將沉淀劑緩慢加入到聚合物溶液中或者像一些文獻(xiàn)中所用的透析，這個(gè)沉淀過程相對(duì)緩慢一點(diǎn)，但是個(gè)人仍然堅(jiān)持這個(gè)過程幾乎感受不到”成核“過程，或者講成核非�？欤颓懊嬉环Nnanoprecipitation相似的原因，最終聚集體的形貌仍然近似為球形。 當(dāng)然這里面很多動(dòng)力學(xué)因素不可忽略，例如良溶劑是否被快速出去以及聚合物最終的Tg，因?yàn)楫?dāng)微球形成的初始階段，這個(gè)時(shí)候的微球?qū)嶋H上是”近液態(tài)的“，由于良溶劑存在，微球是溶脹的，因此在界面張力的作用下也會(huì)趨近于形成各向同性的小球，我相信這也是非常重要的一個(gè)原因。 其實(shí)樓主提到的問題涉及到高分子的凝聚過程，錢人元先生曾經(jīng)主持的”高分子凝聚態(tài)的基本物理問題研究“有涉及，具體記不清了，應(yīng)該有鏈內(nèi)凝聚和鏈間凝聚之間的競爭吧。樓主其實(shí)可以想想你所描述的”聚合物為核進(jìn)行聚合物之間的纏繞生長“，我并不是覺得不可能，只是如果忽略樣品多分散的情況下，一根鏈已經(jīng)塌縮形成球了，另外的鏈居然沒有塌縮然后還到這個(gè)球上聚集，相當(dāng)于沒有經(jīng)歷鏈內(nèi)凝聚就直接鏈間凝聚了，當(dāng)然在一些特殊情況下，這樣的情況是可能發(fā)生的。 討論完一般高分子只后，我想到了結(jié)晶性聚合物，我相信當(dāng)我們將結(jié)晶性聚合物通過納米沉淀的方式是完全有可能得到樓主所說的形貌上各向異性的聚集體，具體不細(xì)討論了。 |
10樓2014-04-22 21:26:41
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2樓2014-04-21 22:44:40
朱雪剛521
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祝事事順利，天天開心3樓2014-04-21 23:06:00
weldom
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4樓2014-04-22 05:23:36
jinwei331
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5樓2014-04-22 05:49:34
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6樓2014-04-22 06:53:02
talon5
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嗯，只是說的話這個(gè)說法也能在大概上也能說的通，其實(shí)我與師兄弟們討論的時(shí)候也是這么個(gè)意思，只是不清楚有沒有相關(guān)的理論或模型來對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行研究？比如說，單個(gè)分子鏈在這一過程中應(yīng)會(huì)遵循由長直自由鏈向卷曲鏈的轉(zhuǎn)變，并伴隨分子鏈之間的纏結(jié)，若是表面能的影響的話，那主驅(qū)動(dòng)力應(yīng)該會(huì)由固液界面中的液相提供，這個(gè)力的影響過程是什么樣的呢？如何確保分子鏈纏結(jié)是均勻的？亦或是力能達(dá)到對(duì)聚合物球的表面進(jìn)行作用的標(biāo)準(zhǔn)？ |
7樓2014-04-22 09:40:00
weldom
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我不是做反應(yīng)機(jī)理這塊的，對(duì)于具體的模型不大了解，不過我覺得個(gè)中力場的作用應(yīng)該是比較復(fù)雜的。但是球體的形成，哪怕是納米尺度的球體，其中的分子鏈纏結(jié)未必一定要均勻的，局部的漲落肯定是存在的。另外聚合物鏈形成后析出，并不表示要形成一個(gè)很長的鏈，然后向卷曲鏈轉(zhuǎn)變，只要鏈長度達(dá)到一個(gè)臨界值，由溶劑和聚合物鏈段等相互作用決定，也許幾十個(gè)乃至十幾個(gè)單元復(fù)合后，這個(gè)臨界值就滿足了，短鏈就會(huì)卷曲析出，但是自由基還在，攻擊其它的單體，繼續(xù)成鏈生長，達(dá)到臨界值，然后析出。 |
8樓2014-04-22 15:48:40
talon5
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9樓2014-04-22 16:32:02
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