聚苯乙烯半稀釋溶液之動態光散射研究

Dynamic Light Scattering of Semidilute Polystyrene Solution

林志能(C.N. Lin)

指導教授 ： 余子隆

元智大學/工程學院/化學工程與材料科學學系/碩士(1994年)

摘要

研究聚合體動態光散射的自生相關函數與黏彈性之相關性是高分子學者的
重要課題之一。 de Gennes 首先以短暫凝膠模式 (transient gel
model)對半稀釋聚合體溶液之光散射自生相關函數提出理論。根據 de
Gennes 之理論聚合體溶於良溶劑 (good) 之半稀釋溶液 (semi-dilute
solution)自生相關函數為單一時間-指數衰減 (single-time
exponential decay) 模數 (longitudinal modulus) 有關。實際實驗數
據和 de Gennes之理論並不完全吻合，大部分之半稀釋溶液的自生相關函
數均顯現出雙重－指數衰減(two-mode exponential decay)蚳銢O聚合體
溶於-θ-溶劑之半稀釋溶液之自生相關函數偏離單一指數衰減之現象更明
顯。 Brochard 及 de Gennes?θ-溶液提出理論，在散射向量 Dq2<1/Tr
定時間) ，其由 osmotic compressibility產生的 cooperative
diffusion coefficient Dc與聚合體濃度成正比。但當 Dq2>1/Tr 時他
們預測有兩個relaxation mode，fast mode 是屬於 cooperative
diffusion，slow mode 則不隨散射向量產生變化，是由物理凝膠的鬆弛
行為。Adam 及 Delsanti 以 de Gennes，而提出雙時間-指數衰減之自生
相關函數之模式，此二段衰減模式的快速段(fast mode) 是屬於聚合體與
溶劑之相互滲透之 cooperative diffusion mode。而慢速段(slow
mode) 則屬於物理凝膠體 (physical gel) 的鬆弛行為。Adam 及
Delsanti所提出的理論則認為在半稀釋溶液中，有兩個 relaxation
mode ，但其 slow 及 fast為單一的指數函數衰減。 C.H. Wang於最近提
出理論，他認為半稀釋聚合體溶液之快速段衰減是單一時間－指數衰減，
但其慢速q則為多數時間－指數衰減 (multi-time exponential decay)
。 Wang 和 Adam and Delsanti理論之差異在慢速段部分。本研究論文主
要為進行半稀釋聚合體溶液之動態光散射研究並比M Adam and Delsanti
之理論模式與實驗數據之差異。

關鍵字

動態光散射 ； 半稀釋。

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