2.4 P(NIPAM-b-DMMPPS)的溶液性能

2.4.1嵌段含量對P(NIPAM-b-DMMPPS)相轉變溫度的影響:

探究了P(NIPAN-b-DMMPPS)中PNIPAM嵌段含量對其臨界溶解溫度的影響，通過改變NIPAM與DMMPPS單體加料的比例，得到一係列PNIPAM嵌段含量不同的P(NIPAN-b-DMMPPS)嵌段共聚物。Fig.9為不同嵌段比例的表麵活性劑溶液在500nm波長下的透光率隨溫度的變化。

由圖可以看出，PN_20，PN_40，PN_80和PN 100在低溫時溶液透光率為100%，表明其在低溫可以溶於水;隨著溫度的升高，聚合物溶液的透光率急劇下降，表明聚合物發生相變，有固體從溶液中析出，說明此時聚合物存在LCST。相反，PN_50在低溫時不溶於水，隨著溫度的升高，其透光率逐漸增大，表明聚合物在高溫逐漸溶解，存在UCST。

由圖中聚合物溶液透光率的變化可以得到不同嵌段比例的P(NIPAM-b-DMMPPS)的UCST和LCST,結果匯於Tab.1中。

隨著PDMMPPS嵌段含量減少，聚合物的LCST趨於PNIPAM的LCST值，這種變化取決於親水段PNIPAM相較於疏水段PDMMPPS對整個嵌段聚合物的作用大小，PDMMPPS嵌段的含量越少，親水段PNIPAM與水之間的作用力越大，其LCST越接近於PNIPAM的LCST。

為深入研究P(NIPAN-b-DMMPPS)嵌段聚合物在水溶液中的溫度響應特性，本文利用激光納米粒度儀對PN_20,PN_40,PN_50,PN_80和PN_100這5種不同組成的聚合物樣本進行了分析，特別關注了它們的水合半徑隨溫度變化的情況。測量結果見Fig.10。

從Fig.10可以觀察到，低溫條件下，PN_20的平均水合半徑大約為500nm,PN_50的水合半徑在750nm左右。此階段，這2種聚合物均形成了膠束結構，並從水溶液中析出。當溫度升高時，兩者的水合半徑均表現出明顯的減小趨勢，表明它們在水中的溶解度增加。特別地，對於PN_50而言，激光納米粒度儀的測量結果顯示，其水合半徑發生突變的溫度區間位於40℃至45℃之間。這一發現指出，PN_50在該溫度範圍內經曆了熱敏性質的顯著變化，可能由於溫升引起的聚合物鏈構象改變或膠束結構的解離。相反，PN_40低溫時平均水合半徑接近於0，溶解性較好，而高溫時其水合半徑逐漸增大，接近400nm，從溶液中析出。其中PN_40所測得的LCST與透光率結果一致。隨著溫度升高，PN_20和PN_80分子在溶液中形成大的聚集體，激光粒度儀測定的是上清液的粒徑，因此粒徑變小，甚至觀察不到納米粒子。

2.4.2電解質NaCl對P(NIPAM-b-DMMPPS)相轉變溫度的影響:

為研究電解質對P(NIPAM-b-DMMPPS)溫度響應行為的影響，通過濁度法測量了不同濃度的NaCl溶液中P(NIPAM-b-DMMPPS)的UCST和LCST，結果如Fig.11所示。從實驗結果可以看出，電解質NaCl是影響P(NIPAM-b-DMMPPS)表麵活性劑溶液的臨界溶解溫度的因素之一。隨著NaCl濃度的增大(Fig.11(a)),其LCST先降低,在鹽溶液濃度處在0.08mol/L時降為最低值，隨著電解質濃度的進一步增大，LCST又呈現升高趨勢。這可能由於Na+和Cl的加入使氫鍵的形成更困難，隨著NaCl濃度的進一步增大，帶正電或負電荷會導致分子鏈難團聚，沒有強作用力破壞氫鍵，LCST增大。對於PN_80嵌段聚合物，由於其中PDMMPPS鏈段的比例較小，這種聚合物展示出一個較低的LCST。實驗觀察到，添加NaCl後，PN_80的LCST有所降低。這一現象可以歸因於離子與水分子之間的溶劑化效應，此效應導致PNIPAM與水之間的氫鍵被破壞。

對於PN_80，由於PDMMPPS鏈段占比很小，因此其具有1個LCST,NaCl的加入降低了LCST，這是由於離子與水之間的溶劑化效應使PNIPAM與水之間的氫鍵破壞引起。對於PN_40，隨著電解質NaCl濃度增大，其LCST總體呈現降低趨勢。此外，從Fig.11可以看出，電解質離子對P(NIPAM-b-DMMPPS)表麵活性劑溶液的LCST影響不大，隨著NaCl濃度的增大，3種嵌段比例的聚合物溶液其臨界互溶溫度總體都呈現略微下降的趨勢，且它們都隻有1個低臨界互溶溫度LCST。