电荷平衡的接枝聚两性电解质构象转变研究

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本文构筑了电荷对称的接枝聚两性电解质模型,其主链和支链分别带有相反电荷,采用布朗动力学方法分析了接枝聚两性电解质单链在静电相互作用下的构象转变特性。研究了主链长、接枝数、电荷比例等结构参数及溶剂环境、离子强度等环境因素对于接枝聚两性电解质分子链构象的影响,并推导了各环境因素下的标度关系。   研究结果表明:在(I)溶剂中随着静电相互作用强度的不断增大,接枝聚两性电解质逐渐由伸展线团卷曲为塌缩的球形。转变过程可分为五个阶段,即线团阶段、折叠阶段、塌缩阶段、稳态阶段与再塌缩阶段。主链长的增加会促进整个链的塌缩,较小的静电相互作用力下即出现折叠、塌缩;由于空间排斥,接枝数的增加阻碍了整个分子链的塌缩;而电荷比例的增加促进了接枝聚两性电解质的折叠、塌缩。随电荷比例增加,稳态及再塌缩阶段逐渐消失。   与(I)溶剂相比,良溶剂中分子链与溶剂间相互作用增强,需要较大的静电相互作用强度才可实现分子链的折叠、塌缩。加入小分子电解质后,1价盐离子对链的塌缩具有阻滞作用,2价盐离子对分子链构象影响不大,而4价盐离子促进分子链构象转变。盐离子浓度越高,影响越显著。   标度理论推导出的接枝聚两性电解质构象转变普适作用参数22-(α)(1+2/k2+k)(a)(l)B(fN)2/Rg(0)适用于各种结构的接枝聚两性电解质构象转变。同时,(I)溶剂及良溶剂中公式推导的标度律与模拟结果对应一致。
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